<5주차>
2. 물질량농도("molar" concentration) : [N/L3]
Cj = nj
Vmix 성분 j의 물질량농도 =
(
혼합물 중 성분혼합물의 부피j의 물질량)
표준단위 : kmolj /㎥, molj /L
․ 몰농도(molarity) 1 M = 1 mol/L
3. 몰랄 농도(molality)
: 용매 1000g에 녹아 있는 물질량
표준단위
1 m(몰랄) = 1 molj /1000g(용매) = 1 molj /㎏ 용매
4. 노르말 농도(normality)
노르말 : - 용액 1L 중에 녹아 있는 H+(OH-)의 몰수 - 용액 1L 중에 녹아 있는 산(염기)의 당량수
※ 당량(equivalent) : 분자의 반응능력의 측정(고려하는 반응에 따라 달라질 수 있음)
산(염기)의 당량(equivalent) - 물에 녹아 H+(OH-) 1mol을 생성하는 산(염기) 의 질량[g]
1당량[g] =
산 염기 이 생성하는의 물질량
산 염기 의 분자량
※ 원소의 당량 = 원자량/원자가
원자단의 당량 = 원자단의 모든 원자의 원자량의 합/원자단의 원자가 염의 당량 = 염의 분자량/염1몰이 생기는데 필요한 산 또는 염기의 당량수
※ N = M X 정수
표준단위
1 N = 1 mol H+/L, 1 mol OH-/L
1 N = 1 당량 산 또는 염기(기타)/L
(ex3-29,30,31,32)
3-8 분율에 의한 혼합물 조성의 표현
1) 분율(fraction) - 질량 분율(mass fraction) - 물질량 분율(mole fraction)
․ 성분 j의 질량 분율 = 혼합물 중 성분 j의 질량 혼합물 전체의 질량 xj = mj
mT
․ 성분 j의 물질량 분율 = 혼합물 중 성분 j의 물질량 혼합물 전체의 물질량 xj' = nnj
T
․ 성분의 수 : Nc
mT = m1 + m2 + m3 + … = ∑j= 1Nc mj (j = 1, 2, …, Nc) x1 + x2 + … = m1/mT + m2/mT + … = mT/mT = 1
∑Nc
j= 1xj = 1
nT = n1 + n2 + n3 + … = ∑j= 1Nc nj (j = 1, 2, …, Nc) x1' + x2' + … = n1/nT + n2/nT + … = nT/nT = 1
∑Nc
j= 1xj' = 1
2) 성분 백분율(percentage)
성분 j의 백분율 = (성분 j의 분율)(100) = %
3) 미량성분의 표현법 - ppm (part per million)
1 ppm = 10-4 % = 10-6 분율
- pphm (part per hundred million)
1 pphm = 10-2 ppm = 10-6 % = 10-8 분율
- ppb (part per billion)
1 ppb = 10-1pphm = 10-3 ppm = 10-7 % = 10-9 분율
(ex) 폐수중의 Cd2+ 이온의 함량
1 ppm Cd2+ = 10-6g Cd2+/g 폐수 = 1 ㎍ Cd2+/g 폐수 = 1 ㎎ Cd2+/㎏ 폐수 1 pphm Cd2+ = 10-8g Cd2+/g 폐수 = 0.01 ㎍ Cd2+/g 폐수
= 0.01 ㎎ Cd2+/㎏ 폐수
1 ppb Cd2+ = 10-9g Cd2+/g 폐수 = ng Cd2+/g 폐수 = 1 ㎍ Cd2+/㎏ 폐수
⇒ 폐수의 밀도 : 1.0 g/㎤(= 1000 ㎏/㎥) 1g = (1.0 g)(㎤/1.0 g) = 1 ㎤
1kg = (1.0 ㎏)(㎥/1000 ㎏) = 0.001 ㎥ = 1 L
1 ppm Cd2+ = (1 ㎎ Cd2+/㎏ 폐수)(1000 ㎏/㎥) = (1000 ㎎/㎥)(0.001 ㎥/L) = 1 ㎎/L
(ex) 대기중의 SO2 농도 1ppm
(ex3-33) (ex3-35)
(ex3-36)
3-9 평균 분자량(average molecular mass)
: 혼합물의 전체 질량을 혼합물 전체 물질량으로 나눈값
＾M = mT/nT = ∑xj'Mj
(ex3-37)
3-10 유량(flow rate)
: 단위 시간당 흐르는 물질의 양(질량, 물질량, 부피)
1. 질량 유량 (질량 유속, mass flow rate) : [M/θ]
1) 단위
㎏/s, g/s, lb/s
2. 물질질량 유량 (물질량 유속, “molar" flow rate) : [N/θ]
1) 단위
mol/s, kmol/s, lb mol/s
3. 부피 유량 (부피 유속, volumetric flow rate) : [L3/θ]
1) 단위
㎥/s, L/min(LPM), ft3/s, gal/min(=GPM)
․ m˙ = V˙ ρ
m˙ : 질량유량 V˙ : 부피유량 ρ : 유체의 밀도
․ m˙ = n˙M
M : 분자량 n˙ : 물질량 유량
․ 단면적 A [L2]인 유로에서 평균 유속 u [L/θ]으로 흐를 때 V˙ = uA
m˙ = uρA
․ 질량 속도(mass velocity)
: 질량유량을 유로의 단면적으로 나눈 값
G = m˙ /A = uρ
(ex3-38)
※ 수도요금 계산
제 4 장 물리량의 상관관계의 표현
- 기체의 밀도 ρ = mV
⇒ V : T, P에 따라 변함
PV = nRT(이상기체 상태 방정식)
: 실제기체를 사용한 실험결과에 기초하여 유도( 일종의 실험식)
⇒ V : 부피, T : 절대온도, P : 절대압력, n : 물질량(mol 수), R : 기체상수
n = mM
⇒ m : 질량, M : 분자량
V =n RTP
ρ = mV = PM RT
- 액체의 밀도
P : 비압축성이므로 영향 없음 T : ρ = ρ0 + aT
⇒ a : 상수, ρ0 : 기준 온도에서의 밀도
- 실험식(empirical equation) 이론식(theoretical equation)
