화학 용액이란 무엇입니까?

화학용액이 무엇인지, 그리고 그 주요 특징에 대해 설명합니다. 또한 어떻게 분류되고 농도는 어떻게 되는지.


화학 용액은 두 가지 이상의 물질이 균일하게 혼합된 혼합물입니다.

화학 용액이란 무엇입니까?

두 가지 이상의 순수 화학 물질이 균일하게 혼합된 혼합물을 화학 용액 또는 용액이라고 합니다 . 용해는 분자 또는 이온 수준에서 발생할 수 있으며 화학 반응을 구성하지 않습니다 .

이러한 방식으로, 두 성분의 혼합물로 생성된 용액은 별도의 성분이 서로 다른 상을 가지더라도 인식 가능한 단일 상 ( 고체 , 액체 또는 기체 ) 을 갖게 됩니다 . 예를 들어, 설탕을 물 에 녹일 때 .

모든 화학 용액에는 적어도 두 가지 성분, 즉 용질(다른 용액에 용해됨)과 용매 또는 용매(용질을 용해함)가 있습니다. 물에 설탕을 녹인 경우에는 설탕이 용질이고 물이 용매이다.

용액과 물질 혼합물 의 형성은  새로운 물질의 개발과 물질의 결합을 가능하게 하는 화학적 힘을 이해하는 데 기본입니다. 이는 화학 , 생물학 , 지구화학 등 의 분야에서 특히 중요합니다 .

참조: 엔탈피

화학 용액의 특성


화학 용액에서는 그 원소를 육안으로 구별할 수 없습니다.
일반적으로 모든 화학 용액의 특징은 다음과 같습니다.

  • 용질과 용매는 입자가 새로운 화학적 상호작용을 형성했기 때문에 여과 나 체질 과 같은 물리적 방법으로 분리할 수 없습니다 .
  • 그들은 감지 가능한 비율의 용질과 용매를 (적어도) 가지고 있습니다.
  • 얼핏 보면 구성 요소를 구별할 수 없습니다.
  • 증류 , 결정화 , 크로마토그래피 등 의 방법으로 용질과 용매만 분리할 수 있습니다 .

화학 용액의 종류

화학 용액은 두 가지 기준에 따라 분류될 수 있습니다.

용질과 용매의 비율:

  • 희석. 용매에 대한 용질의 양이 매우 적을 때. 예를 들어 물 100g에 설탕 1g이 들어있습니다.
  • 집중된. 용매에 비해 용질의 양이 많은 경우. 예: 물 100g에 설탕 25g이 들어있습니다.
  • 가득한. 특정 온도 에서 용매가 더 이상 용질을 받아들이지 않는 경우 . 예: 20°C의 물 100g에 설탕 36g이 들어있습니다.
  • 과포화. 포화는 온도와 관련이 있기 때문에 온도를 높이면 용매는 평소보다 더 많은 용질을 흡수하게 되어 과포화 용액(예를 들어 과포화)을 얻게 됩니다. 따라서 가열하면 용액은 평소보다 훨씬 더 많은 용질을 흡수하게 됩니다.

구성 요소의 집계 상태:

단단한:

  • 단단하고 단단합니다. 용질과 용매는 모두 고체 상태입니다. 예: 황동( 구리 및 아연) 과 같은 합금 .
  • 고체 상태의 가스. 용질은 기체이고 용매는 고체이다. 예를 들어 팔라듐의 수소, 화산 먼지 등이 있습니다.
  • 고체 속의 액체. 용질은 액체이고 용매는 고체이다. 예: 아말감(수은과 은)

액체:

  • 액체에 고체. 일반적으로 액체(용매)에는 소량의 고체(용질)가 용해되어 있습니다. 예를 들어, 물에 설탕이 용해되었습니다.
  • 액체 속의 가스. 기체(용질)가 액체(용매)에 용해됩니다. 예를 들어, 지구상의 수중 생물을 담당하는 바닷물 에 용해된 산소입니다 .
  • 액체 속의 액체. 용질과 용매는 모두 액체입니다. 예: 아말감(수은과 은)

청량 음료:

  • 가스 속의 가스. 용질과 용매는 모두 기체입니다. 많은 경우 이러한 용액은 가스 입자 사이의 약한 상호 작용으로 인해 혼합물로 간주됩니다. 예: 공기 중의 산소 .
  • 고체 상태의 가스. 용질은 기체이고 용매는 고체이다. 예: 공기 중에 용해된 먼지.
  • 가스 속의 액체. 용질은 액체이고 용매는 기체이다. 예를 들면 공기 중의 수증기 입니다.

화학 용액의 농도

농도는 용액에서 용질과 용매의 비율을 나타내는 양입니다 . 이 크기는 두 가지 다른 유형의 단위로 표현됩니다.

물리적 단위. 용액의 중량 및 부피와 관련하여 백분율 형식(100을 곱함)으로 표현됩니다 . 예를 들어:

  • %무게/무게. 이는 용액 1그램당 용질의 그램으로 표시됩니다.
  • %볼륨/볼륨. 이는 용액 cc에 대한 용질의 입방센티미터(cc)로 표시됩니다.
  • %무게/부피. 앞의 두 가지를 결합합니다: 용액 cc에 대한 용질의 그램.

화학 단위. 화학 단위 시스템으로 표현되는 것. 예를 들어:

  • 몰농도(M). 이는 용액 1리터 또는 용액 1kg에 들어 있는 용질의 몰수 로 표현됩니다 . 다음과 같이 계산됩니다.

여기서 n(X) 는 성분 X의 몰수이고 Vsolution 은 용액의 부피입니다. 몰농도는 몰/L 용액으로 표시됩니다.

  • 몰 분율(Xi). 이는 다음과 같이 용액의 총 몰수에 대한 성분(용매 또는 용질)의 몰수로 표현됩니다.

X용액 = 용질의 몰수 / (용질의 몰수 + 용매의 몰수)

X용매 = 용매의 몰수 / (용질의 몰수 + 용매의 몰수)

항상 생각하는 것:

엑스솔벤트 + 엑스솔루션 = 1

몰분율은 무차원입니다. 즉, 측정 단위 로 표시되지 않습니다 .

  • 몰농도(m). 용매 1kg당 용해된 용질의 몰수 사이의 비율입니다. 다음과 같이 계산됩니다.

여기서 m(X) 는 X의 몰농도이고, n(X) 는 X의 몰수이며, 질량(용매) 는 kg으로 표시되는 용매의 질량입니다. 몰농도는 용매 1kg(1000g)당 표시된다는 점을 명확히 하는 것이 중요합니다. mol/kg 단위로 표시됩니다.