그램 원자 수 변환 계산기란?
이 계산기는 물질의 질량(그램)을 그 안에 들어 있는 원자 또는 분자의 개수로 변환해 줍니다. 우리가 저울로 잴 수 있는 일상적인 질량의 세계와, 눈에 보이지 않는 개별 입자의 미시 세계를 이어 주는 도구죠. 화학에서 '몰 개념(mole concept)'이라 부르는, 가장 기본이 되는 계산입니다.
사용 방법
두 가지 값을 입력하면 됩니다. 시료의 질량(그램)과 물질의 몰질량(그램/몰, g/mol)입니다. 원소의 경우 몰질량은 주기율표에 나오는 원자량과 같습니다(예: 탄소 = 12.011 g/mol). 화합물이라면 화학식에 들어 있는 모든 원자의 원자량을 더하면 됩니다. 계산 버튼을 누르면 원자 개수(화합물은 분자 개수)와 함께 그에 해당하는 몰수를 확인할 수 있습니다.
공식 풀이
변환에는 다음 식을 사용합니다.
$$N = \frac{m}{M} \times N_A$$
여기서 \(m\)은 질량(그램), \(M\)은 몰질량(g/mol), \(N_A\)는 아보가드로수로 몰당 \(6.02214076 \times 10^{23}\)개의 입자를 뜻합니다. 먼저 질량을 몰질량으로 나누어 몰수를 구한 다음, 여기에 아보가드로수를 곱하면 입자의 개수가 나옵니다.
예제 풀이
탄소 24.022 g에는 원자가 몇 개 들어 있을까요? 탄소의 몰질량은 12.011 g/mol입니다. 몰수 \(= 24.022 / 12.011 = 2 \text{ mol}\). 원자 수:
$$N = 2 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.2044 \times 10^{24}$$
개입니다.
자주 묻는 질문
결과가 원자 수인가요, 분자 수인가요? 순수한 원소라면 원자 수가 나오고, 화합물이라면 분자 수(또는 화학식 단위 수)가 나옵니다. 몰질량이 바로 그 입자 1몰에 해당하기 때문입니다.
몰질량이 무엇인가요? 어떤 물질 1몰의 질량을 말하며, 그 값은 원자량이나 분자량을 g/mol 단위로 나타낸 것과 같습니다.
왜 아보가드로수를 쓰나요? 1몰에는 언제나 정확히 \(6.02214076 \times 10^{23}\)개의 입자가 들어 있습니다. 이는 몰과 개별 입자 수를 연결해 주는 정의된 상수이기 때문입니다.
