Re:molc의 정확한 정의가 궁금합니다

[soilman]

1. mol 또는 cmol  

몰(mole)은 원자, 이온, 분자, 전자 등 물질의 입자 개수를 나타내는 단위입니다. 이런 물질들의 개수는 직접 측정하기도 어렵고 아주 적은 양의 물질 중에도 입자의 개수가 너무나 많기 때문에 간편하게 개수를 나타내기 위해 mole이라는 단위를 사용하며, 기호로는 mol을 사용합니다.

1 mole은 원자량 12인 탄소 12 g 중의 탄소 원자 개수로 정의하며, 탄소 12 g 중에는 약 6×10⌃23개의 탄소 원자가 존재합니다. 이것이 아보가드로 수입니다. 따라서 원소, 이온, 분자 등 각 물질 1 mole에는 항상 6×10⌃23개의 해당 입자들이 포함되어 있습니다. 1 mole, 즉 어떤 물질 6×10⌃23개의 입자가 갖는 물질의 질량을 mole 질량이라고 하며, 각각 원자량, 분자량 등의 g에 해당합니다. 아래와 같은 관계를 이해하시면 됩니다.

탄소(C) 원자량은 12이므로, C 1 mol = 12 g = C 원자 6×10⌃23개

칼륨(K) 원자량은 31이므로, K 1 mol = 31 g = K 원자 6×10⌃23개

물 분자량은 18이므로, H2O 1 mol = 18 g = 물 분자 6×10⌃23개

K+ 이온 1 mol = 31 g = K+ 이온 6×10⌃23개

Ca2+ 이온 1 mol = 40 g = Ca2+ 이온 6×10⌃23개 

* 양이온이나 음이온의 경우, 원소에 비해 전자가 한 개 또는 그 이상 부족하거나 많은 것이며, 전자의 무게는 원자를 구성하는 양성자나 중성자에 비해 아주 작아서 원자량에 영향을 미치지 못하므로 원자와 동일하게 취급하면 됩니다.  

* cmol은 centi mole입니다. 즉 1 mol = 100 cmol

2. molc 또는 cmolc    

molc에서 아래 첨자 c는 전하(charge)를 의미하며, molc는 전하의 개수를 나타내는 단위입니다. 1 molc는 6×10⌃23개의 전하 또는 그만큼의 전하를 가진 물질에 해당합니다. 토양 음전하의 양이나 교환성 양이온의 양전하 양 또는 교환성 양이온의 양을 흔히 cmolc(centi molc, 1 molc = 100 cmolc)로 단위로 나타냅니다.

1가 양이온인 K+는 양성자 수에 비해 전자가 하나 부족한 상태이므로 이온 1개 당 양전하 1개를 가집니다. 따라서 다음과 같은 관계를 이해하시면 됩니다.

K+ 1 mol = 31 g = K+ 이온 6×10⌃23개 = 양전하 6×10⌃23개 = 1 molc

그러므로 K+와 같은 1가 양이온의 경우 1 mol = 1 molc = 31 g이 됩니다.  

2가 양이온 Ca2+는 이온 1개 당 양전하를 2개씩 가집니다.

따라서 Ca2+ 1 mol = 40 g = Ca2+ 이온 6×10⌃23개 = 양전하 2×6×10⌃23개 = 2 molc

즉, 이런 2가 이온 1 mol은 전하의 mol 수로 따져 2 molc가 됩니다.

따라서 Ca2+ 이온 1 mol = 40 g이고, Ca2+ 1 molc = 20 g이 됩니다.

3가 양이온인 Al3+의 경우에는 이온 1개 당 양전하를 3개씩을 가집니다.

따라서 Al3+ 1 mol = 27 g = Al3+ 이온 6×10⌃23개 = 양전하 3×6×10⌃23개 = 3 molc

즉, 이런 3가 이온 1 mol은 전하의 mol 수로 따져 3 molc가 됩니다.

따라서 Al3+ 이온 1 mol = 40 g이고, Al3+ 1 molc = 9 g이 됩니다.   

* 음이온의 경우에도 양이온과 동일하게 이해하시면 됩니다.

3. 토양 양이온교환용량에 적용  

토양의 양이온교환용량이 10 cmolc/kg이라면, 이 토양 1 kg에는

① 10 cmolc = 0.1 molc 이므로, 6×10⌃22개의 음전하가 존재합니다.

② 음전하와 양전하는 1:1로 결합하므로, 토양에 6×10²²개의 양전하가 흡착됩니다.

③ 모두 K+ 이온이 흡착된다면, 6×10⌃22개의 K+ 이온이 흡착됩니다.

④ 6×10⌃22개의 K+ 이온이 가지는 양전하는 6×10⌃22개이며, 10 cmolc에 해당합니다.

⑤ 6×10⌃22개의 K+ 이온은 10 cmol(=0.1 mol)이므로 질량은 3.1 g입니다.

⑥ 이 토양 1 kg에는 교환성 K+ 이온 3.1 g이 흡착됩니다.

이 토양에 Ca2+ 이온이 교환성 양이온으로 모두 흡착된다면, 역시 6×10⌃22개의 양전하에 해당하는 Ca2+ 이온이 흡착되어야 합니다. 즉 10 cmolc의 Ca2+ 이온이 흡착되며, 이는 5 cmol의 Ca2+ 이온에 해당합니다. Ca2+ 10 cmolc = 5 cmol = 2 g, 즉 양이온교환용량이 10 cmolc/kg인 토양 1 kg에는 Ca2+ 이온 2 g이 교환성 양이온으로 흡착됩니다.

4. 참고 예제

어떤 토양에 1 kg에 흡착되어 있는 교환성 양이온을 조사하였더니 다음과 같았다.

K+ = 1.95 g, Ca2+ = 1.00 g, Mg2+ = 0.24 g

이 토양의 음전하의 양 또는 양이온교환용량은 몇 cmolc/kg인가?

(K 원자량 = 39, Ca 원자량 = 40, Mg 원자량 = 24)

K+ 1.95 g = 1.95 g × (1 mol/39 g) = 0.05 mol = 5 cmol = 5 cmolc

Ca2+ 1.00 g = 1.00 g × (1 mol/40 g) = 0.025 mol = 2.5 cmol = 5 cmolc

Mg2+ 0.24 g = 0.24 g × (1 mol/24 g) = 0.01 mol = 1 cmol = 2 cmolc

토양 1 kg에 흡착된 양이온의 총 양전하 양 = 12 cmolc

따라서 토양의 음전하 양 또는 양이온교환용량 = 12 cmolc/kg

[🤢]

몰정의는 대학교때 많이 다뤄봐서 익숙했는데
cmol은 이번에 토양학 공부하면서 처음나와서 당황했거든요
검색해도 제대로 안나오고 힘들었었는데
정말 감사합니다

[냉이캐자]

와 이러한 지식은 어떻게 해야 쌓이는 건지 정말 대단하시다는 말씀드립니다

감사합니다

[핑퐁핑핑]

와 진짜 계속 찾던건데 없어서 답답했는데 여기 있었네요 ㅠㅠ 진짜 이해가 쏙쏙 됩니다 넘 감사합니다 ㅜㅜ

[열라이언]

감사합니다!