농도
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1. 정의[편집]
액체나 혼합기체와 같은 용액을 구성하는 성분의 양(量)의 정도. 용액이 얼마나 진하고 묽은지를 수치적으로 나타내는 방법이다. 일상적으로는 퍼센트 농도나 ppm(mg/L)를 주로 사용하나, 화학에서는 질량보다는 입자의 수가 중요한 경우가 많다.
2. 영어 단어[편집]
- Concentration: 일반적으로 농도를 뜻하는 용어. 동음이의어로 집중이라는 뜻도 있다.
- Consistency: 용액의 농도를 뜻하는 용어. 동음이의어로 일관(一貫)이라는 뜻도 있다.
- Density: 밀도 및 농도를 뜻하는 용어. 기체에 대해 주로 쓰인다.
- Depth: 빛, 색의 농도, 깊이를 나타내는 용어.
- Strength: 향이나 알코올 등의 향미의 농도, 깊이를 나타내는 용어.
3. 종류[편집]
농도에는 여러가지 종류가 있다.
3.1. 비율을 나타내는 농도[편집]
3.1.1. 백만분율(ppm)[편집]
parts per million, 즉 100만 개당 개수로 비율을 나타내는 것이다. 일반적으로 %로 나타내기는 작은 상황에 자주 사용하며(공기 중 CO2농도 등) 개수 비 뿐만 아니라 무게 비 등도 ppm으로 나타낼 수 있다.
3.1.2. 십억분율(ppb)[편집]
parts per billion, 즉 10억 개당 개수로 비율를 나타내는 것이다. 일반적으로 ppm으로 나타내기에도 작은 비율을 나타낼 때 주로 사용하며(공기중 오존 농도 등) 개수 비 뿐만 아니라 무게 비 등도 ppb로 나타낼 수 있다.
3.2. 몰 농도(molarity)[편집]
용액 1L에 함유되어 있는 용질의 몰(mol)수
mol/L 혹은 간단하게 M으로 나타낸다. 특별한 일이 없는 한 화학에서 주로 사용되는 농도 단위. 분모에 들어가는 용액의 부피가 온도에 따라 바뀐다는 문제가 있지만 대부분의 실험이 실온에서 진행된다는 점, 그리고 무엇보다도 대부분의 화학 실험에서는 부피를 측정 하기 때문에 몰 농도로 표현하기 편하다는 점 때문에 많이 쓰인다. 용액의 총괄성 중 삼투압 등을 나타낼 때 쓰이며 중화 적정 실험에서도 나온다.
위의 질량 %농도를 몰농도로 변환하는 식은 다음과 같다.
d = 용액의 밀도, wp = 질량 %농도, Mw = 용질의 몰질량
3.3. 몰랄 농도(molality)[편집]
mol/kg 나 간단하게 m으로 나타낸다. 위에서 설명했듯이 용액의 온도가 변하면 열팽창으로 인해 용액의 부피가 변해 몰 농도가 변하므로, 온도가 변하는 상황에서 사용한다. 대표적으로 용액의 총괄성인 끓는점 오름, 어는점 내림 등을 나타낼 때 사용된다. 대부분의 화학 실험에서는 부피를 측정하므로 부피를 측정하여 밀도를 이용해 질량을 구하는 것이 번거로우므로 특별한 상황에서만 사용된다.
3.4. 퍼센트 농도 percent concentration (weight percent)[2][편집]
용액 100g에 녹은 용질의 질량에 100을 곱한 값이다. 중학교 수학문제에 나오는 농도 단위이기도 하며 몰농도와 달리 온도가 변해도 농도가 변하지 않는다.
3.5. 노르말 농도 (Normality)[편집]
용액 1 L 속에 녹아 있는 용질의 당량을 나타낸 농도를 의미하며, N으로 나타낸다. 산이나 염기 수용액을 다룰 때 주로 사용하며, 내놓는/받는 수소 이온의 수, 즉 당량을 표현하는 농도다. 1M 염산은 1N이지만, 1M 황산은 2N, 1M 인산은 3N이라고 생각하면 편하다. 학부 때는 쓸 일이 거의 없으나 웬만한 연구 현장에서는 몰농도보다 많이 쓰인다. 그러나 반응 환경에 따라 각기 다르게 산출되기 때문에 '국제 순수·응용 화학 연합'과 'NICS'는 더이상의 이 농도의 사용을 권장하지 않는다.
3.6. 포르말 농도 (Formal concentration)[편집]
식량 농도라고도 한다.
용질이 녹기 전의 초기 모습 그대로 녹아있지 않기 때문에,
몰농도 대신 사용하는 농도, F로 나타낸다.
예를 들어, HBr과 같은 강산의 경우에는 H+ 이온과, 브로민 이온으로 100% 해리되기 때문에
분자의 실제 농도는 0에 가깝지만, 포르말 농도는 1F이다.
통상적으로는 몰농도와 별로 구별하지 않지만 정확한 농도는 포르말농도이다.
3.7. 몰분율[편집]
두 성분 이상으로 된 혼합물에서 한 성분의 농도를 나타내는 방법. 한 성분의 몰수와 모든 성분의 몰수의 총합과의 비율로 나타낸다. 용액에서 각 성분의 몰분율의 합은 항상 1이다. 단위는 없으며 주로 그리스 문자 Χ(카이)로 나타낸다. 이상기체의 경우 몰분율과 부분압이 큰 관련(혼합 기체에서 각 성분 기체의 부분 압력은 전체 압력과 몰 분율에 비례)이 있기 때문에 기체를 다룰 때 많이 사용하게 된다.
4. 수학 문제[편집]
자세한 내용은 농도 문제 문서를 참고하십시오. 
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