아낌없이 주는 나무

1. 몰 (mol)과 아보가드로 수

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몰(mol)은 원자의 양 (입자의 양)을 나타내는 단위이다.

아보가드로 수는 물질 1몰 (mol)에 포함되어 있는 기체 입자의 개수를 말한다.

물질 1몰 (mol) 속에 있는 입자의 개수는 6.02 × 1023 개이다.

만약, 물 분자 1몰에는 산소 원자 1몰과 수소원자 2몰이 들어 있게 된다.

각각의 원자 입자수는 몰수에 아보가드로 수를 곱하여 구할 수 있다.

따라서 다음과 같이 구할 수 있다.

몰 질량은 물질 1몰의 질량을 말하며, 화학식에서 물질 1몰의 질량을 나타내며 단위로는 [g/mol]을 쓴다.

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  ※ 아보가드로는 이탈리아의 과학자이다. 분자의 개념을 확립하였으며 아보가드로 법칙이라는 표준상태에서의

      기체의 부피에 대한 가설을 수립하였다.

  ※ 표준 상태란 Standard Temperature and Pressure (STP)로 0 ℃ 1기압 상태를 말한다.

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2. 몰 (mol)과 질량

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몰질량은 입자 1몰을 포함하고 있는 부피의 질량을 말한다. 보통 화학식량에 그램 [g]을 붙인 값이다.

어떤 물질의 몰수는 그 물질의 질량을 몰질량이나 화학식량으로 나누어 구한다.​​

3. 몰 (mol) 과 부피

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아보가드로 법칙은 압력과 온도가 모두 일정할 때 모든 기체상태의 물질은 같은 부피를 갖게 되고 그 속에 포함한 물질의 입자수도 같다고 한다.

이 때 몰 부피는 표준상태 (0℃, 1기압(atm))에서 모든 기체상태의 물질 1 몰 (mol)의 부피는 22.4 ℓ로 동일하다고 한다. 따라서 기체의 몰수는 다음 식으로 구할 수 있게 된다.​​

4. 몰(mol)과 질량, 부피, 입자수 사이의 관계

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어떤 물질이 기체 상태일 때 몰 (mol)과 몰질량, 기체의 부피, 입자수 사이의 관계는 다음 그림과 같이 나타낼 수 있다.

#몰 #mol #몰질량 #몰부피 #아보가드로 #부피 #압력 #온도 #표준상태 #기압 #입자

#아보가드로수 #질량

Determining the density and molar mass of gas from the ideal gas law.

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이상기체 방정식을 변형해서 기체의 밀도를 구하는 식을 유도해 보자.

여기서, P : 압력 (절대압력)

             M : 기체의 분자량

             ρ : 기체의 밀도

             R : 기체 상수

              T : 온도 (절대온도)

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유도과정에 앞서 이상 기체 방정식은 다음과 같다.

여기서, 기체의 몰수 n 은 (기체의 질량 / 분자량) 으로 바꾸어 쓸 수 있다.

기체의 몰수 n은 다음 식으로 나타낼 수 있다.

위 식을 이상기체상태방정식에 대입하면 다음과 같다.​

이 때 밀도는 질량 / 부피 이므로 ρ = W/V 를 위 식에 대입하면 다음 식이 된다.​

다시 분자량을 좌변으로 옮기면 우리가 원하는 식이 유도된다.

1. 밀도 (Density)

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밀도는 단위 부피에 대한 질량으로 나타내며 어느 공간에 어떤 물질이 얼마나 빼곡히 존재하는지를 나타내는 지수이다.​

2. 기체의 밀도와 몰질량

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이상 기체 상태방정식은 다음 식과 같다.

여기서, P : 압력 (절대 압력)

             V : 기체의 부피

              n : 기체의 몰수

              R : 기체상수

              T : 온도 (절대온도)

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위 식은 다음과 같이 고쳐 쓸 수 있다.​​

그런데 기체의 몰수 n은 다음과 같이 쓸 수 있다.​

여기서, n : 기체의 몰 수

             W : 기체의 질량, M : 기체의 분자량 (= 몰질량)

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위 식의 양변에 몰질량 [g/mol], M을 곱하면​

따라서​

이를 차원으로 나타내 보면 다음과 같다.​​

따라서 기체의 밀도를 알면 다음 식으로 부터 기체의 몰 질량을 알 수 있다.​​

#몰질량 #몰수 #mol #질량 #부피 #이상기체상태방정식 #기체상수 #절대온도

#절대압력 #대기압 #밀도 #질량