노르말농도란?
노르말농도(기호 N)는 용액 1리터에 녹아 있는 용질의 그램당량 수를 나타내는 농도 단위입니다. 몰 수를 세는 몰농도(molarity)와 달리, 노르말농도는 반응에 참여하는 당량을 기준으로 삼습니다. 그래서 물질이 가진 반응 능력이 단순한 몰 수보다 더 중요한 산-염기 적정, 산화-환원 반응, 침전 반응 등에서 특히 유용하게 쓰입니다.
계산기 사용법
세 가지 값을 입력하면 됩니다. 용질의 질량(g), 용질의 당량(g/eq), 그리고 전체 용액의 부피(L)입니다. 계산기는 먼저 그램당량(질량 ÷ 당량)을 구한 뒤, 이를 부피로 나누어 노르말농도(N)를 산출합니다.
공식 풀이
핵심 관계식은 다음과 같습니다.
$$N = \dfrac{\text{질량} / \text{당량}}{\text{부피}}$$
당량은 물질의 몰질량을 원자가 인자(주고받는 \(\text{H}^+\) 또는 \(\text{OH}^-\) 이온 수, 혹은 이동하는 전자 수)로 나눈 값입니다. 예를 들어 황산(\(\text{H}_2\text{SO}_4\))은 몰질량이 약 98 g/mol이고 수소 이온 2개를 내놓으므로, 당량은 49 g/eq가 됩니다.
예제 풀이
수산화나트륨(NaOH) 40 g을 물에 녹여 1리터의 용액을 만든다고 해봅시다. NaOH의 당량은 40 g/eq입니다. 그램당량 \(= 40 \div 40 = 1\ \text{eq}\)이고, 노르말농도 \(= 1\ \text{eq} \div 1\ \text{L} =\) 1 N이 됩니다.
자주 묻는 질문
노르말농도와 몰농도는 어떻게 다른가요? 몰농도는 리터당 몰 수를, 노르말농도는 리터당 당량 수를 셉니다. 두 값은 \(N = M \times\) 원자가 인자의 관계로 연결됩니다. NaOH나 HCl처럼 원자가 인자가 1인 물질은 N과 M이 같습니다.
당량이란 무엇인가요? 당량은 몰질량을 반응에 참여하는 단위 수(\(\text{H}^+\), \(\text{OH}^-\), 또는 전자)로 나눈 값입니다. 예컨대 \(\text{Ca(OH)}_2\)(몰질량 ≈ 74 g/mol, \(\text{OH}^-\) 2개)의 당량은 37 g/eq입니다.
반응에 따라 노르말농도가 달라질 수 있나요? 네, 그렇습니다. 노르말농도는 원자가 인자에 따라 달라지기 때문에, 같은 용액이라도 반응에 따라 노르말농도가 달라질 수 있습니다. 특히 산화-환원 반응에서 이런 경우가 흔합니다.
