10% 염산의 몰농도는 얼마입니까?

10% 염산의 몰농도를 정확하게 계산하기 위해서는 몇 가지 중요한 정보와 가정이 필요합니다. 단순히 “10% 염산”이라고 표현하면 그 농도가 무게 백분율(%)인지, 부피 백분율(%)인지 명확하지 않습니다. 일반적으로 염산의 농도를 표기할 때는 무게 백분율(%)을 사용하며, 이는 용액 100g 중에 염산이 10g 포함되어 있음을 의미합니다. 하지만 부피 백분율(%)으로 표현된 경우도 존재하므로, 정확한 계산을 위해서는 용액의 밀도 정보가 필수적입니다.

본 답변에서는 10% 염산을 무게 백분율(w/w%)로 가정하고 계산해 보겠습니다. 염산의 몰질량은 약 36.46 g/mol입니다.

먼저, 10% 염산 100g에는 염산이 10g 포함되어 있습니다. 이 10g의 염산을 몰수로 환산하면 다음과 같습니다.

몰수 = (질량(g)) / (몰질량(g/mol)) = (10g) / (36.46 g/mol) ≈ 0.274 mol

하지만 몰농도는 단위 부피(보통 1리터, dm³)당 몰수를 나타내므로, 10% 염산의 밀도를 알아야 합니다. 10% 염산의 밀도는 온도에 따라 약간씩 달라지지만, 일반적으로 약 1.047 g/cm³ (또는 1.047 kg/L) 정도로 알려져 있습니다. (이 값은 참고용이며, 실제 측정값과 다를 수 있습니다.)

따라서, 10% 염산 100g의 부피는 다음과 같습니다.

부피(L) = 질량(g) / 밀도(g/mL) 1000 mL/L = 100g / (1.047 g/mL) 1000 mL/L ≈ 95.5 L

하지만 위 계산에는 오류가 있습니다. 100g의 10% 염산 용액의 부피는 100ml가 아닌, 밀도를 고려하여 계산해야 합니다. 밀도를 1.047g/ml로 가정하면, 100g의 용액의 부피는 약 95.5ml (0.0955L)입니다.

따라서 10% 염산 1리터(1000ml) 속의 염산의 질량은 다음과 같이 계산됩니다.

염산 질량(g) = (1000ml) (1.047g/ml) (10/100) = 104.7g

이 염산의 몰수는 다음과 같습니다.

몰수 = (104.7g) / (36.46 g/mol) ≈ 2.87 mol

결론적으로, 10% (w/w%) 염산의 밀도를 1.047 g/cm³로 가정했을 때, 몰농도는 약 2.87 mol/L (또는 2.87 M)입니다. 앞서 언급한 3 mol/dm³는 근사값이며, 실제 밀도와 사용된 염산의 순도에 따라 달라질 수 있습니다. 정확한 몰농도를 얻기 위해서는 실제로 염산 용액의 밀도를 측정하여 계산하는 것이 가장 정확합니다. 또한, 염산 용액의 농도는 온도의 영향을 받으므로, 측정 시 온도를 고려해야 함을 유의해야 합니다. 이 계산은 근사치이며, 실험적인 확인이 필요합니다. 정확한 몰농도를 구하려면 실제 측정이 필요합니다.

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