환경분석 및 실험

환경분석 및 실험

제1강 단위 조작

박 성 직

1. 원소, 원소기호, 원자량, 그램 원자량

1. 원소, 원소기호, 원자량, 그램 원자량

2. Avogadro 수

• 1몰에는 같은 수의 분자가 들어 있다고 정의

• 이 분자들의 수를 Avogadro 수: 6.02×10²³

– 6.02×10²³ O 원자 = 16.0g O – 6.02×10²³ H 원자 = 1.01g H

– 6.02×10²³ H₂O 분자 = 18.0g H₂O – 6.02×10²³ OH^- 이온 = 17.0g OH^-

• GMW(흔히 MW로 사용): gram 분자량. 화합물의 분자 량에 g을 붙임

• mole: 원자, 분자를 세는 단위

• molar solution (몰 용액): 1 mole의 용질을 물에 녹 여 부피를 1L로 만든 용액

• molal solution (몰랄 용액): 1mole의 용질을 1kg의 물에 녹임

3. 몰, 당량, 농도

3. 몰, 당량, 농도

• 몰랄 농도: 보통 용액의 물리적 성질, 즉 어는점 및 끓는 점 등과 관련하여 사용

• 몰 농도: 일반적으로 여러 가지 평형계산을 사용

• equivalent (eq, 당량): 당량이 같으면 한 이온 또는 물 질 1당량이 화학적으로 다른 이온 또는 물질 1당량과 동 일하다는 것임.

• equivalent weight (EW, 등가무게): MW / Z (Z=이온 전하의 절대 값)

• normal concentration(N, 노르말 농도) = 1 eq/L

3. 몰, 당량, 농도

몰 당량

MW (분자량) EW(등가무게)

Mole (몰) Equivalent (당량) 몰농도 (1 M=1 mole/L) 노르말 농도 (1 N=1 eq/L)

3. 몰, 당량, 농도

3. 몰, 당량, 농도

• 1% = 10‰ = 10

ppm = 10

ppb

• 백분율

(%, part per hundred)

– 중량분율 (W/W) 1%(W/W)=1g/100g – 용액분율 (W/V) 1%(W/V)=1g/100mL

• ppm

(백만분율: part per million)

– 1 ppm(W/W): 1g/1000kg = 1mg/1kg – 1 ppm(V/V): 1mL/1m³

• ppb

(10억분율: part per billion)

– 1 ppb(W/W): 1mg/1000kg = 1μg/kg – 1 ppb(V/V): 1mL/10⁹mL = 1μL/m³

3. 몰, 당량, 농도

가수 예

1 H⁺, K⁺, Cl^-, F^-, OH^-, NaOH, HCl, Na₂S₂O₃ 2 Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺, SO₄^2-, O^2-, H₂SO₄, Ca(OH)₂ 3 Al³⁺, Cr³⁺, PO₄^3-, H₃PO₄, Al(OH)₃

5 KMnO₄

예제

• 다음 화합물의 그램 분자량과 당량을 계산하여라.

① MgCO₃

② NaNO₃

③ CO₂

④ K₂HPO₄

⑤ BaSO₄

⑥ Na₂CO₃

⑦ H₂SO₄

⑧ Mg(OH)₂

예제

• 다음 물질 10 g/L를 포함하고 있는 용액의 몰농도를 계 산하여라.

① NaOH

② Na₂SO₄

③ K₂Cr₂O₇

④ KCl

• 0.15 M 용액 2 L에 들어 있는 KMnO4의 무게를 계산 하여라.

예제

• 물에 칼슘 이온 44 mg/L과 마그네슘 19 mg/L를 포함 되어 있다. CaCO₃ mg/L로 표시되는 경도는 얼마인가?

경도는 다가 양이온의 합임을 주의하여라

• 물에 중탄산 이온 (HCO₃^-) 118 mg/L와 탄산 이온 (CO₃^2-) 19 mg/L가 포함되어 있으며 pH가 9.5이다.

CaCO₃ mg/L로 표시되는 알칼리도는 얼마인가?