화학2 - 용액

[류명한]

 4. 용액
1. 용액의 형성과 농도
A.용액의 형성
 1) : 두 가지 이상의 물질이 섞여 한 가지의 상을 가지는 균일한 혼합물
  ① 용매 : 녹이는 물질로 일반적으로 양이 많은 물질
  ② 용질 : 녹는 물질
  ③ 용매와 용질 입자의 구조와 전기적 성질이 비슷하면 잘 섞임
 2) 용해와 용해도
  ① 용해 : 용질 입자가 용매 입자속으로 섞여 들어가는 현상
  ② 용해과정
      용매화 : 용매 입자가 용질입자를 둘러싸는현상
      수화 : 용매가 물인 경우의 용매화
   * NaCl과 설탕의 물에 대한 용해
     극성 용매인 물 분자가 결정의 표면에서 Na+와 Cl-나 설탕분자를 끌어 당김 → 결정이 부서짐

      →  Na+와 Cl- ,설탕분자가 물로 떨어져 나옴 → 물 분자로 둘러 싸임 → 용매화( )

 3) 용해성 : 유유상용
  ① 극성용매 : 극성 분자나 이온성 물질이 잘 섞임
      극성 용질이나 이온성 물질은 극성용매와 인력을 갖을수 있기 때문
  ② 무극성 용매에는 무극성분자가 잘 녹음
      극성 ,이온성 용질은 무극성 용매와의 인력보다 용질 입자사이의 인력이 더 커 녹지(섞이지) 않음

      무극성 용매와 용질은 입자사이에 작용하는 인력이 비슷 서로 잘 섞임
 4) 용해 평형
  ① 고체 결정이 액체에 녹을 때 어느정도 녹은 후 결정이 녹아 들어가는 속도와 결정으로 석출되는 속도가 같아지는 상태 : 동적 평형
  ② : 어떤 온도에서 용해 평형 상태에 있는 용액 : 용매에 용질이 녹을 수 있을 만큼 녹아 있는 용액
  ③ : 포화 용액보다 용질이 적게 녹아 있는 용액
  ④ : 포화용액을 냉각시키면 용질이 석출되나 그 일부가 석출 되지 않고 녹아 있는 용액
      소량의 용질 결정이나 비커 안쪽을 막대로 긁어 주면 결정이 석출
B.용액의 농도
 1) 무게 % 농도 : 용액 100g 중에 녹아 있는 용질의 질량을 나타낸 농도
 2) (M , mol/L) : 용액 1L 중에 녹아 있는 용질의 몰수
 3) (m , mol/kg) : 용매 1kg중에 녹아 있는 용질의 몰 수
        : 온도에 의하여 변하지 않는 농도
        몰분율도 온도에 따라 변하지 않는 농도임
C.고체의 용해도

 1) 용해도 : 에 녹아서 포화용액이 되는 데 필요한 용질의 g수
 2) 고체의 용해도는 압력에는 무관하고 온도에 올라감에 따라 대부분 증가
      대부분 고체의 용해과정은 흡열 과정이다 (기체에서는 발열 과정임)
      발열과정의 용해에서는 온도가 높아지면 용해도 감소 (Ca(OH)2 등)
 3) 용해도 곡선 : 용해도와 온도의 관계를 나타낸 곡선

 4) : 온도에 따른 용해도의 차를 이용하여 물질을 분리하는 방법
               (소금과 질산칼륨의 혼합물의 분리)
D.기체의 용해도 : 어떤 온도에서 물 1mL에 녹는 기체의 부피를 0℃, 1기압일 때의 부피로 환산하여 나타낸 값
 1) 기체의 용해도는 온도가 높을수록 감소
    → 온도가 높아지면 용액중의 기체 분자의 운동이 활발해져 액체를 빠져 나가는 분자수가 증가하기 때문
 2) 헨리의 법칙 ; 용해도가 크지 않은 기체의 용해도의 경우
  ① 기체의 용해도는 일정온도에서 기체의 부분압력에 비례한다
  ② 압력이 증가하면 녹는 기체의 질량은 증가하나 부피는 증가하지 않고 일정 (보일의 법칙에 의함)
            P = kH S     S : 용액 속의 기체의 질량
                             kH : 비례상수
                             P  : 용액위의 기체의 압력