몰농도·희석 계산기란
몰농도 계산기는 몰농도(M), 용액 희석(M₁V₁=M₂V₂), ppm 환산을 계산하는 도구입니다.
계산 기준
몰농도 M = 용질의 몰수 ÷ 용액의 부피(L)
희석: M₁V₁ = M₂V₂
1ppm = 1mg/L
변수 정의
| 변수 | 의미 | 단위 |
|---|---|---|
| M | 몰농도 | mol/L |
| V | 용액의 부피 | L |
| 1, 2 첨자 | 희석 전(1) / 희석 후(2) | - |
계산 가정
이 계산은 용질의 몰수가 희석 전후 변하지 않는다는 물질 보존을 전제로 합니다. 실제 실험에서는 온도에 따라 용액 부피가 미세하게 변할 수 있어(열팽창), 정밀 분석에는 온도 보정이 추가로 필요합니다.
실제 설계 사례
1M 염산 500mL를 0.1M로 희석하려면?
- M₁V₁ = M₂V₂ → 1 × 500 = 0.1 × V₂
- V₂ = 5,000mL
- 즉 500mL 원액에 물 4,500mL를 더해 총 5L로 만들면 됩니다.
희석 공식이 성립하는 이유
물을 부어도 녹아 있는 용질의 양은 변하지 않기 때문입니다. 부피만 늘어나 농도가 그만큼 내려갑니다. "소금물 농도"에서 "소금의 양은 변하지 않는다"를 기준으로 잡는 것과 완전히 같은 발상입니다.
알아두면 좋은 이야기
- 산을 희석할 땐 반드시 물에 산을 부어야 합니다. 반대로 하면 국소적으로 열이 폭발적으로 나며 튈 수 있습니다.
- 몰농도(M)와 몰랄농도(m)는 다릅니다. 몰농도는 부피, 몰랄농도는 용매 질량 기준입니다.
- 1몰 = 6.022×10²³개입니다. 물 18g(작은 한 모금)에 든 분자 수입니다.
- ppm은 백만분율입니다. 대기 중 CO₂는 산업화 이전 약 280ppm에서 현재 420ppm을 넘었습니다.
- 시약병의 "진한 염산 35%"는 질량 백분율이지 몰농도가 아닙니다. 진한 염산은 대략 12M입니다.
자주 묻는 질문
Q. 1M 용액 100mL로 0.1M을 만들려면요?
M₁V₁=M₂V₂에서 1×100=0.1×V₂이므로 총 1,000mL가 되게 물을 900mL 더합니다.
Q. ppm과 mg/L는 같은가요?
묽은 수용액에서는 밀도가 1g/mL에 가까워 사실상 같습니다.
Q. 몰농도와 %농도는 어떻게 바꾸나요?
용액의 밀도와 용질의 분자량이 필요합니다.