라울의 법칙,삼투압(펌)

[김준성]

끓는점오름(up), 어는점내림(down), 증기압내림(down) ?

이해+암기) 비휘발성 용액(=소금물)의 끓는점은 용매(=물)보다 ①끓는점이 높고,

②어는점이 낮고 ③증기압이 낮다. .

∵ 용액은 (용질과 용매간에) 인력이 작용하여 물만 있는 것 보다는 온도가 더 높아야 끓는 다.---이것을 끓는점오름(△Tb)이라고한다.

∵ 용액은 (용질과 용매간에) 인력이 작용하여 물만 있는 것 보다는 온도가 더 낮아야 언다. 다.---이것을 어는점내림(△Tf)이라고한다.

∵ 용액은 (용질과 용매간에) 인력이 작용하여 물만 있는 것 보다는 (증기의 양이 많아야 증기가 벽을 미는 힘이 강하여 증기압이 커질텐데 증기의 양이 적어서) 증기압이 낮게 된다. ---이것을 증기압내림이라고한다.

※ △Tb나 △Tf는 용액의 몰랄농도에 비례한다.

암기) 1몰랄(m) 농도: 용매 1000g에 용질 1몰(=분자량) 있을 때의 값.

1몰(M) 농도: 용액 1000mL에 용질 1몰이 있을때의 값. 용액 = 용매 + 용질

∴ 1몰랄 농도와 1몰 농도는 1몰랄 농도가 더 묽다. ∵ 용질은 둘 다 1몰이 있는데, 1몰 농도는 용질을 포함하여 1000이고, 1몰랄 농도는 용매만 1000이므로 1몰랄이 더 묽다.

이해) 농도가 진할수록 입자간에 인력이 작용하므로 끓는점이 높게 되고, 어는점은 낮게 된 다. 또, 증기압이 낮게 된다. 이 효과가 업, 다운, 다운된다는 말이다. 업, 다운, 다운이

몰랄농도에 비례한다.

이때, 이온이 생성되는 물질(=이온결합)은 [이온의 수×몰수]에 업,다운,다운이 비례한다.

문제) 물 1000g에 NaCl 2몰을 녹이면 물의 끓는점은 몇 ℃? 어는점은 몇 ℃?

먼저) 물의 끓는점은 100℃, 어는점은 0℃이다. 이 문제는 물 1000g에 NaCl 2몰랄 농도인데, 이온이 2개(Na+,Cl-)이므로 전체는 4몰랄 값이다. ∴ 4 몰랄의 효과로 업, 다운, 다운된다. 예) 1몰의 포도당 < 1몰 NaCl < 1몰 CaCl2 의 순서로 업,다운,다운 효과를 보인다.

∵ 1몰의 값 2몰의 값 3몰의 값

문제에 주어지기를) 물의 끓는점 오름 상수(Kb)= 0.52, 어는점 내림 상수(Kf)= 1.86

이것은(: 0.52, 1.86), 1몰랄 농도일때의 끓는점이 올라가고,어는점이 내려갈때 값을 말한다.

참고)1몰랄 농도의 값을 구하면 분자 1몰의 값을 구하는 것이다.

답) 4몰랄의 효과이므로 끓는점은 100℃ + (0.52×4)가 된다. 즉, 102.08℃이고,

어는점은 0℃ - (1.86×4)가 된다. 즉, -7.44℃이다.

답 이해) 4몰랄의 효과이므로 물의 끓는점이 100℃이므로 100℃에 4몰랄의 효과를 더하고,

얼때는 물의 어는 온도인 0℃에서 4몰랄의 효과를 빼면 된다.

공식) △Tb = Kb × m △Tf = Kf × m

이해) 끓는점오름상수(Kb)와 어는점내림상수(Kf)는 용매에(예: 물 ,벤젠) 따라 특유하게 정해져 있다.

문제) 물 1000g에 벤젠(C6H6) 2몰을 녹인 용액의 끓는점과 어는점은 몇 ℃?

(단, 벤젠의 끓는점은 80℃, 어는점은 5.5℃이고, 벤젠의 Kb는 2.57, Kf= 5.07이다. )

풀이)벤젠은 공유결합물질이므로 이온이 없다, ∴ 주어진 몰(=2몰)을 그대로 적용하면 된다.

답) 끓는점 = 80+(2.57×2)=85.14℃, 어는점 = 5.5-(5.07×2)= -4.64℃

: 비휘발성 용액은 용매보다 업,다운,다운이 용매의 몰분율에 비례한다.= 라울(raoult)의 법칙

이해) 라울이 업다운다운노래를 불렀다.

:몰분율= 그 물질의 몰수/전체의 몰수 --이해)그 물질의 몰수가 많아야 몰분율이 많아진다.

※ 삼투(현상)? : 반투막(:용매는 통과하고 용질은 통과 할 수 없는 막, 예)세포막,장벽,계란속껍질등)을 사이에 두고, 묽은 용액과 진한 용액이 접하고 있을 때 묽은 용액의 용매(=물)가 진한 용액쪽으로 이동하는 현상

이해) 진한 용액은 진득진득하여 묽어지려면 물을 흡수해야 한다. 또, 묽은 용액의 물이 진한 용액으로 이동하는 이유는 두 용액의 농도가 같아지기 위해서이다. 즉, 두 용액의 농도가 같아 질 때까지 이동하게 된다. 이해) 가을에 김장할 때 소금물에 배추를 담구면 배추속의 물이 세포막을 통하여 소금물쪽으로 간다(=삼투현상). 그 결과 배추가 홀쭉해진다.

: 두 용액의 농도차이가 클수록 이동이 잘 된다. 묽은 농도에서 진한 용액으로 이동하므로,결국은 농도가 진한 용액의 높이가 높아진다.

: 이때 높아진 높이를 처음 상태로 만들때의 압력이 삼투압이다.

암기) 삼투압 공식(=이상기체의 상태방정식)

PV=WRT ---P: 삼투압, 또는 기압

M V: 부피(단위: L) W: 질량(단위: g), R: 기체상수(0.082), T: 절대온도(=℃+273) M: 분자량 절대온도의 단위: K

: 삼투압 공식은 고분자물질(:분자량이 많은 것, 분자량이 10,000이상, 예) 단백질, 헤모글로빈등)의 분자량을 구할 때 필요한 공식.

상태방정식을 PV=nRT로도 표현한다.--------n: 몰수(=질량/분자량,즉 W/M)

문제) R을 구하면?

0℃(=273K), 1기압에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이다. PV=nRT에서 기체상수 R은 PV/nT이므로 1기압×22.4L

= 0.082기압․L/몰․K -----R은 0.082(영점영팔이),즉, 영점똥팔이

1몰×273K

이 삼투압공식(=상태방정식)속에는 기체에 관한 모든 법칙(=보일의 법칙, 샤를의 법칙,

보일-샤를의 법칙, 아보가드로의 법칙)이 포함되어 있다.

: 농도가 진하면 삼투압이 높아진다.끓는점 높아진다. 증기압 낮아진다.어는점 낮아진다.

① 보일의 법칙: PV=P'V' ---일정온도에서 기체의 부피는 압력에 반비례한다.

② 샤를의 법칙: V/T=V'/T' ---일정압력에서 기체의 부피는 절대온도에 비례한다.

③ 보일샤를의 법칙: PV/T=P'V'/T' ---온도와 압력이 다를 때 기체의 부피는 압력에 반비 례하고, 절대온도에 비례한다

④ 아보가드로의 법칙: V=kn ---온도와 압력이 일정할 때 기체의 부피(V)는 몰수(n)에 비례한다.

암기) 몰수의 비=부피의 비=분자수의 비=계수의 비=압력의 비(같은 온도,압력에서)

암기 이해) 몰수가 많으면 그만큼 분자수(계수)가 많아서 부피도 커지고, 압력도 세진다.

암기) 기체는 온도가 같으면 평균운동에너지는 같다.