답변 내역
- 실제 용액에서 양의 편차와 음의 편차는 무엇을 의미하는 것인가요?안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 라울의 법칙을 온전히 만족하는 이상용액과는 달리 실제 기체는 인력의 관계를 무시할 수 없는데요, 따라서 양의 편차와 음의 편차라는 개념이 등장하게 되는 것입니다. 우선 라울의 법칙이란 용액의 증기압은 용매의 몰분율에 정확히 비례해야 한다는 것인데요, 다만 용질–용매 상호작용이 이상적이지 않아, 실제 증기압 곡선이 라울의 법칙 직선에서 위나 아래로 벗어나게 됩니다.이때 양의 편차란 실제 증기압이 라울의 법칙에서 예측한 값보다 더 큰 경우를 말하는 것인데요, 용질–용매 사이의 인력이 약하기 때문에 분자들이 서로 잡아주지 못하게 되면서 쉽게 기체로 나가는 것입니다. 반대로 음의 편차란 실제 증기압이 라울의 법칙에서 예측한 값보다 더 작은 경우로, 이는 용질–용매 사이의 인력이 강하기 때문에 분자들이 서로 강하게 잡아주면서 기체로 나가기 어려워지기 때문입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.1900
- 실제 용액은 라울의 법칙을 온전히 만족하지 못하는 이유가 무엇인가요?안녕하세요. 질문 주신 내용은 라울의 법칙과 실제 용액에서 나타나는 차이에 대한 이해가 필요한 사항인데요, 우선 라울의 법칙에서는 이상 용액에서는 용질-용매 간 상호작용이 모두 동일하다고 가정하고 있습니다. 즉, 용매의 증기압은 용매의 몰분율에 비례한다고 보는 것이 이상 용액 모델입니다. 반면에 실제 용액에서 라울의 법칙이 맞지 않는 이유는 용질-용매 상호작용이 균일하지 않기 때문인데요, 실제 용액에서는 용질-용매, 용매-용매, 용질-용질 간 상호작용이 모두 다릅니다. 예를 들어 드리자면, 수소결합을 하는 물과 에탄올이 혼합된 용액에서 물-물, 에탄올-에탄올, 물-에탄올 결합 에너지가 모두 다르므로 이상 용액 가정과 불일치한 것입니다. 또한 이때 상호작용이 강하면 용액의 증기압이 이상 용액보다 낮기 때문에 음의 편차라고 하며 반대로 상호작용이 약하면 증기압이 이상 용액보다 높아지기 때문에 이를 양의 편차라고 부르게 됩니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.195.01명 평가00
- 몰랄 농도는 어떤 경우에 이용될 수 있나요?안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 몰랄 농도는 용액 내 용질과 용매 질량을 기준으로 한 농도 표현이므로, 몰농도와는 다르게 온도나 압력 변화에 영향을 받지 않는다는 장점이 있는데요, 끓는점 상승, 어는점 내림, 삼투압 등은 용질의 몰 수에만 의존하고 용액 부피에는 영향을 받지 않기 때문에, 온도 변화에 영향을 받지 않는 몰랄 농도를 사용하면 정확한 계산이 가능합니다.또한 온도 변화가 큰 용액의 계산에 적용하면 좋은데요, 액체가 가열되거나 냉각될 때 용액 부피가 변할 수 있기 때문에 이때 몰농도로 계산하면 오차가 발생하므로 이러한 경우에는 몰랄 농도는 질량 기준이므로 정확하다는 장점이 있습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.195.01명 평가10
- 마법같은 답변200
- 몰농도와 몰랄농도는 어떤 차이가 있나요?안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 몰농도와 몰랄농도는 모두 용액의 농도를 나타내는 단위이지만, 정의와 계산 방식에서 차이가 있는데요 우선 몰농도란 용액 1리터 안에 녹아 있는 용질의 몰 수를 의미하는 농도인데요, 용액 부피를 기준으로 농도를 표현한 것으로 온도 변화에 따라 부피가 변하면 몰농도도 변할 수 있으며, 일반 화학 반응 계산에서 많이 사용됩니다. 반면에 몰랄농도란 용매 1 kg에 녹아 있는 용질의 몰 수를 의미하는 것인데요, 용매 질량을 기준으로 농도를 표현한 것으로 온도나 압력 변화에 무관하며 끓는점 상승, 어는점 내림 등 콜리게이티브 성질 계산에 주로 사용됩니다. 즉, 몰농도는 용액 부피 기준, 몰랄농도는 용매 질량 기준이라는 점이 두 농도의 큰 차이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.1900
- 증발과 끓음이라는 현상은 어떤 차이가 있나요?안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 증발과 끓음은 둘 다 액체가 기체로 변하는 기화 현상이지만, 일어나는 조건과 과정에서 차이가 있는데요, 우선 증발이란 액체의 표면에서만 일어나는 과정이며 내부에서는 온도가 액체 전체적으로 충분히 높지 않기 때문에 기화가 일어나지 않습니다. 또한 이는 액체의 끓는점보다 낮은 온도에서도 일어나는데요, 이는 액체 속 분자들이 모두 동일한 에너지를 갖지 않고, 운동 에너지가 높은 일부 분자가 표면에서 탈출하기 때문입니다.반면에 끓음이란 액체의 내부에서 일어나는 기화 현상을 말하는 것인데요, 이는 끓는점에서 발생하는 현상입니다. 끓는점은 액체의 증기압이 외부 압력과 같아지는 온도인데요, 따라서 끓음은 특정 온도에서만 일어나게 됩니다. 끓는 동안 기화가 빠르게 일어나면서 기포를 형성하며 증발과 달리 액체 전체가 급격히 기화된다는 특징이 있습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.195.01명 평가10
- 지식 레벨업200
- 기체 용질의 용해 반응에서 용해도를 증가시킬 수 있는 요인은 무엇인가요?안녕하세요. 기체 용질의 용해 반응에서 용해도를 증가시킬 수 있는 요인을 이해하려면, 먼저 기체가 액체에 녹는 과정과 열역학적 특성에 대한 이해가 필요한데요, 기체가 액체에 용해될 때의 일반적으로 발열 반응으로 진행되는데요, 기체 용해도는 온도에 반비례하는 경향이 있기 때문에 온도가 높아지면 용해도가 낮아지고, 낮으면 용해도가 높아집니다.이와 같은 기체의 용해도에 영향을 주는 요인으로는 압력이 있는데요, 헨리 법칙에 따라 기체 용해도는 기체의 부분압력에 비례하는데요, 즉, 용액 위 기체의 압력을 높이면, 더 많은 기체가 용액 속에 녹습니다. 또한 온도 역시 영향을 줍니다. 기체 용해는 발열 과정이므로 온도를 낮추면 평형이 용해 쪽으로 이동하기 때문에 용해도가 증가하는데요, 따라서 기체 용액은 차가운 물에서 더 많은 기체가 녹을 수 있는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.1900
- 기체 용질의 용해 반응은 항상 발열 반응인 이유는 무엇인가요?안녕하세요. 네, 질문해주신 사항은 기체가 액체에 녹는 과정에서 열역학적 원리와 관련이 있는데요, 우선 기체가 액체에 녹을 때 일어나는 과정은 크게 두 단계로 볼 수 있습니다. 먼저 기체 분자가 액체와 접촉하면서 용액 속으로 들어가는데요, 용매 분자 주변에 기체 분자가 위치하면서 반데르발스 힘이나 수소 결합과 같은 분자간 상호작용을 형성하는데 이 과정에서 시스템이 더 안정화되며 에너지가 방출됩니다.이때 용해 과정이 발열반응인 이유는 에너지적으로 안정화되는 과정이기 때문인데요, 기체 분자가 액체에 녹아 용매와 새로운 상호작용을 형성하면, 기체 분자는 자유롭게 이동할 수 있는 상태에서 상대적으로 제약을 받는 안정된 상태로 변합니다. 즉 시스템의 내부 에너지가 감소하고, 그 에너지 차이는 열로 방출되는데요 따라서 기체가 액체 속에 녹아 수화 또는 용해되는 과정은 항상 에너지를 방출하므로 발열인 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.195.01명 평가10
- 고민해결 완료200
- 이온결합화합물의 용해열은 어떻게 구할 수 있나요?안녕하세요. 네 질문해주신 이온결합 화합물의 용해열은 분자 화합물과 비슷한 원리로 상태 변화와 상호작용 에너지를 고려하여 구할 수 있지만, 이온 결합 특성 때문에 약간 다른 접근이 필요한데요, 우선 분자와는 다르게 이온결합화합물의 경우에는 고체 상태의 이온격자를 쪼개서 개별 이온으로 분리하는 과정이 필요합니다. 이 과정은 흡열반응으로 진행되며, 이때 필요한 에너지를 격자에너지라고 합니다. 다음으로 기체 상태의 Na⁺, Cl⁻이 물과 상호작용하며 안정화되는 과정에서 열이 방출되며 이 열을 수화열이라고 합니다. 최종적으로 용해 과정 전체의 엔탈피 변화는 격자 분리 에너지와 수화 에너지를 합산하여 계산하게 되는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.195.01명 평가00
- 고체 상태의 용질을 용해시켰을 때 용해도를 높일 수 있는 요인은 무엇이 있나요?안녕하세요. 네, 질문해주신 내용은 용액화 과정에서 고체 용질의 용해도를 높이는 요인을 이해하는 것과 관련이 있는데요, 고체 용질이 액체 용매에 녹을 때 용해도를 높이는 요인은 주로 온도, 용매의 특성, 교반 및 입자 크기 등으로 나눌 수 있습니다. 우선 대부분의 고체-액체 용해 반응은 발열 또는 흡열 반응으로 분류되는데요, 일반적인 고체 용질의 용해는 흡열 반응인 경우가 많습니다. 흡열반응인 경우가 많기 때문에 용질이 녹으면서 열을 흡수하며 온도가 높아질수록 평형이 용해 쪽으로 이동하기 때문에 용해도는 증가합니다. 또한 용질과 용매의 극성, 수소 결합 능력, 상호 작용 에너지에 따라 용해도가 달라질 수 있는데요, NaCl이나 설탕과 같은 극성 고체 용질은 극성 용매에 잘 녹기 때문에 극성이 맞는 용매를 사용하면 용해도는 증가하게 됩니다. 또한 입자 크기 감소도 영향을 미치는데요, 고체 용질의 표면적을 넓히면 용매와 접촉하는 면적이 증가하기 때문에 용해 속도는 빨라지고, 평형 상태에서 용해된 양도 높아질 수 있는데요, 예를 들자면 설탕 결정보다 설탕 가루가 물에 더 빨리 녹는 것이 있습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.195.01명 평가00
- 용해 반응과 용해도는 개념적으로 어떤 차이가 있나요?안녕하세요. 네, 질문해주신 사항에 대해 답변드리자면 용해반응과 용해도는 서로 구분되는 별개의 개념입니다. 우선 용해반응이란 용질이 용매에 녹으면서 화학적·물리적 과정으로 일어나는 반응 자체를 의미하는 것인데요, 즉 실제로 일어나는 과정, 즉 고체가 분리된 이온으로 용매 속에 퍼지는 변화를 나타내며 용해 반응은 반응속도와 경로와 관련이 있고, 반응이 완료되기 전과 후의 상태를 포함합니다. 반면에 용해도가 의미하는 것은 용질이 특정 온도와 압력에서 용매에 최대한 녹을 수 있는 양을 수치적으로 나타낸 값인데요 예를 들어, NaCl의 물에 대한 용해도는 25°C에서 약 36 g/100 mL 물 정도입니다. 이때 용해도는 평형 상태를 기준으로 정의되는 값이며 즉, 더 이상 용질이 녹지 않고, 용액 속에 일정 농도로 남아 있는 최대량을 나타내는 정량적 지표인 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.1900