물질의 양(mol)과 질량(g), 수의 환산

 

이전 글로부터 각 원소의 원자량과 동일한 질량(g)을 가지는 물질의 개수는 6.022 X 10^23개라는 것을 알아보았습니다.

 

2021.10.10 - [화학 공부] - 몰과 질량

몰과 질량

 

 

이번 글에서는 이들 관계를 통해 화학 개체들의 양(mol)과 질량(g), 그리고 수의 환산 공식과 예시를 적어볼까 합니다.

 

 

양(mol)과 질량(g)사이의 환산

 

만일 물질의 양(mol)을 알고 있다면, 물질의 질량(g)을 알 수 있고, 반대로 물질의 질량(g)을 알 수 있다면, 물질의 양(mol)을 알 수 있습니다.

 

물질의 1mol과 g단위로 표시된 질량사이에 등등한 관계를 나타내는 몰질량(M)은 환산인자입니다.

Ex) 탄소의 1mol과 원자량이 12인 탄소원자가 12g이 있을 경우의 몰질량은 12.00g/mol 이라는 뜻과 동일합니다)

 

그러므로, 양(mol)으로부터 질량(g)은 몰 질량으로 곱해주면 됩니다.

 

 

혹은, 아래와 같이 질량(g)으로부터 몰 질량(1/M로 곱하기)으로 나누면 됩니다.

 

 

참고로 위의 식들은 아래와 같은 등가교환의 법칙으로 변환하면 이해하기가 수월해집니다.

 

 

 

예시) 은(Ag)는 보석이나 식기류 제조에 사용되지만, 동전 제조에는 더 이상 사용하지 않는다. Ag 0.0342 mol은 몇 g인가?

 

: 제시된 질문에서 은(Ag)의 양(mol)이 0.0342 mol이라는 사실을 알고 있으므로, 위의 공식을 아래와 같이 변화시킬 수 있습니다. 

 

 

'그램 수'는 'g/mol'이므로, Ag의 몰 질량을 주기율 표에서 찾아 대입해주면 아래와 같이 식이 완성됩니다.

 

 

등가교환의 법칙을 이용하여 풀이하면 아래와 같이 동일한 답을 구할 수 있습니다.

 

양(mol)과 수의 환산

 위와 동일한 방법으로 만일 양(mol)을 알면, 개체의 수를 알 수 있고,(탄소-12의 1몰의 개체 수는 6.022 X 10^23개이다), 이의 역관계도 동일합니다. 

 

여기서는 위의 '그램 수(몰 질량)'항목을 '6.022 X 10^23 개체'로 바꾸어주면 됩니다. 

 

 

혹은 개체의 수로부터 양(mol)은 아보가드로 수로 나누면 됩니다.

 

예시) 갈륨(Ga)는 태양열 판, 계산기 그리고 빛에 민감한 전자 기기에서 중요한 원소이다. 갈륨 2.85x10^-3몰에는 Ga 원자가 얼마나 들어있는가?

 

: 갈륨의 양(mol)을 알고 있으며(2.85 X 10^-3), 갈륨 1몰에는 갈륨 원자 6.022 X 10^23개가 있으므로, 갈륨의 양(mol)에 아보가드로 수를 곱하면 원자 수를 알 수 있습니다.