이 계산기의 기능
이 도구는 용액의 중량 백분율 농도(% w/w)를 몰농도(리터당 몰수, mol/L)로 변환합니다. 염산, 황산, 암모니아수, 과산화수소 같은 고농도 시약은 몰농도가 아니라 중량 백분율과 밀도로 표기되어 판매되는 경우가 많습니다. 따라서 정확한 실험과 희석 작업을 위해서는 이 변환이 꼭 필요합니다.
공식 풀이
변환에는 다음 공식을 사용합니다.
$$M = \frac{10 \times \text{\%w/w} \times \text{밀도}}{\text{몰질량}}$$여기서 등장하는 계수 \(10\)은 단위 정리 과정에서 나옵니다. 밀도(g/mL)에 1000 mL/L를 곱하면 리터당 그램이 되고, 중량 백분율을 100으로 나누면 질량 분율이 됩니다. 이 \(1000 \div 100\)을 정리하면 \(10\)이 됩니다. 질량 분율에 밀도를 곱하면 용액 1리터에 들어 있는 용질의 그램 수가 나오고, 이를 몰질량으로 나누면 질량을 몰수로 환산할 수 있습니다.
사용 방법
세 가지 값을 입력하세요. 중량 백분율(% w/w)로 표시한 농도, g/mL 단위의 용액 밀도, 그리고 g/mol 단위의 용질 몰질량입니다. 계산기는 mol/L 단위의 몰농도를 알려줍니다.
계산 예시
고농도 염산(HCl)은 보통 37% w/w이며 밀도는 1.18 g/mL입니다. HCl의 몰질량은 36.46 g/mol입니다.
$$M = \frac{10 \times 37 \times 1.18}{36.46} = \frac{436.6}{36.46} \approx 11.97 \text{ mol/L}$$— 고농도 염산의 몰농도가 약 12 M이라는 잘 알려진 값과 일치합니다.
자주 묻는 질문
% w/w란 무엇인가요? 중량 백분율(% w/w)은 용액 100그램에 들어 있는 용질의 그램 수를 의미합니다. 부피 기준 측정값과 달리 온도의 영향을 받지 않습니다.
왜 밀도가 필요한가요? 중량 백분율은 용질의 질량을 용액의 질량과 연결하지만, 몰농도는 부피(리터) 기준입니다. 밀도가 질량과 부피를 이어주는 다리 역할을 합니다.
몰질량은 어디서 찾나요? 화합물 분자식에 들어 있는 모든 원자의 원자량을 더하거나, 해당 시약의 물질안전보건자료(MSDS/SDS)에서 확인할 수 있습니다.
