물과 에탄올을 혼합하면 부피가 줄어드는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요? 물5ml+에탄올10ml=14.6ml가 된다고 하는데요~ 보통 물과 물을 섞으면 15ml인데 에탄올과 물을 섞으면 부피가 감소하는데 왜 그런건가요?
안녕하세요.
물과 에탄올을 혼합할때 나타나는 부피 감소 현상은 이 두 액체의 분자적 상호작용에 기인합니다. 물(H₂O)과 에탄올(C₂H₅OH) 각각은 극성을 가진 분자로, 각각 수소 결합이 가능한 수산기(-OH)를 포함하고 있습니다. 이 두 화합물이 혼합될때, 물의 산소 원자와 에탄올의 수소 원자 사이, 에탄올의 산소 원자와 물의 수소 원자 사이에 수소 결합이 형성됩니다.
수소 결합의 형성은 이들 분자가 서로 더욱 밀접하게 배열될 수 있도록 만들어줍니다. 이로 인해 각분자 간의 평균 거리가 감소하며, 결과적으로 혼합물의 총 부피가 단순히 각 구성 요소의 부피를 더한 것보다 작아지게 됩니다. 이 현상은 분자 간의 효율적인 포장(arrangement)과 관련이 있으며 ,특히 물과 에탄올 같은 경우, 분자 간에 강한 수소 결합이 형성되면서 상대적으로 큰 부피 감소가 발생합니다. 이러한 부피 감소는 용액의 성질을 연구할때 중요한 요소로, 용매와 용질 간의 상호 작용을 이해하는데 중요한 통찰을 제공합니다.안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
물과 에탄올을 섞을 때 부피가 감소하는 이유는 두 물질의 분자 구조와 상호작용 때문입니다. 물과 에탄올은 각각 수소 결합을 형성할 수 있는 극성 분자입니다. 에탄올의 분자가 물의 빈 공간에 들어가면서 밀접하게 결합하여 전체 부피가 줄어듭니다. 이 현상은 물과 에탄올의 분자 간 인력이 서로 강하게 작용하여 발생하며, 이는 물과 물, 에탄올과 에탄올 간의 인력과 비슷한 크기입니다.