[화학] 화학의 언어 - 몰

몰(mol)이라는 것은 원자, 분자, 이온 같이 매우 작은 단위를 세는 데 쓰는 단위입니다.

 

연필 1다스나 계란 1판 같은 묶음 단위입니다.

 

1몰의 개수는 \( 6.02\times 10^{23} \)개 이고 이것을 아보가드로 수라고 부릅니다.

 

2몰은 \( 2 \times 6.02\times 10^{23} \) 입니다.

 

모든 1몰이 \( 6.02\times 10^{23} \) 이므로,

탄소 원자 1몰이나 물 분자 1몰이나 이산화탄소 분자 1몰 모두 \( 6.02\times 10^{23} \) 입니다.

 

1몰의 질량은 화학식량에 g를 붙이면 됩니다.

(화학식 : https://spareone.tistory.com/7)

 

원자량에 g을 붙이면 원자 1몰의 질량이고

분자량에 g을 붙이면 분자 1몰의 질량이 됩니다.

 

O의 원자량 : 16

O 1몰의 질량 : 16g

 

CO2의 원자량 : 44

CO2 1몰의 질량 : 44g

 

이렇게 되는 이유는 몰 = 질량 / 화학식량 이기 때문입니다.

밑에서 관계식을 설명할 거니 일단 넘어갑니다.

 

1몰의 부피는 표준 상태(0˚C 1기압)에서 모두 22.4L 입니다.

예를 들면, 표준 상태라고 할 때

O2의 1몰의 부피, C의 1몰의 부피, CO2 1몰의 부피는 모두 22.4L 입니다.

2몰은 44.8L가 되겠지요.

 

이제 몰과 질량, 부피의 관계를 식으로 한번 보도록 하겠습니다.

입자 수 : N

질량 : W

화학식량 : M

기체의 부피 : V

몰 : n

이라고 할 때,

$$ n = \frac{N}{6.02 \times 10^{23}} = \frac{W}{M} = \frac{V}{22.4L} $$

이런 식이 나옵니다.

분모를 기준으로 두고, 분자를 변수로 두고 계산하면 됩니다.

 

예를 들어 봅니다.

CO2 2몰의 질량을 구해 보겠습니다.

위에서 정해 둔 변수를 쓰면 n=1, M=44 (분자량)입니다.

식에 한번 넣어 보겠습니다.

\( 2 = \frac{W}{44} \)

계산하면 W = 88 입니다.

따라서, 2몰 질량은 88g 입니다.

 

1몰은 44g이 나오는데,

아까 1몰 질량 구할 때 분자량, 원자량에 g만 갖다 붙이면 된다는 게 이 관계 때문이었습니다.

이런 식으로 응용해서 사용할 수 있습니다.

 

+아보가드로 법칙

 

아보가드로 법칙은

표준 상태일 때,

몰수비=부피비=분자수비 입니다.

그리고

부피=질량/부피 인데요,

이것을 정리해서 나온 것은

밀도비 = 질량비 = 분자량비

이렇게 됩니다.