์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ์ ๊ธฐ๋ฅ
์ด ํํ๋๋ก ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ฃผ์ด์ง ๋ฐ์๋ฌผ ์ง๋์ผ๋ก๋ถํฐ ํํ ๋ฐ์์ด ์์ฑ๋ฌผ์ ์ผ๋ง๋ ๋ง๋ค์ด๋ด๋์ง ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. ํต์ฌ์ ๋ชฐ(mole) ๊ฐ๋ ์ ๋๋ค. ๋จผ์ ๋ฐ์๋ฌผ ์ง๋์ ๋ชฐ๋ก ํ์ฐํ๊ณ , ๊ท ํ ๋ฐ์์์์ ์ป์ ๋ชฐ๋น๋ก ํ์ฐํ ๋ค, ์์ฑ๋ฌผ์ ๋ชฐ์ง๋์ ๊ณฑํด ๋ค์ ์ง๋์ผ๋ก ๋ฐ๊ฟ๋๋ค. ๊ท ํ์ด ๋ง์ ์ด๋ค ๋ฐ์์์๋, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ํ๋ ์ด๋ค ๋ฐ์๋ฌผโ์์ฑ๋ฌผ ์กฐํฉ์๋ ์ ์ฉํ ์ ์์ต๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
์ถ๋ฐ ๋ฌผ์ง์ธ ๋ฐ์๋ฌผ์ ์ง๋, ๊ทธ ๋ฐ์๋ฌผ์ ๋ชฐ์ง๋(g/mol), ๊ท ํ ๋ฐ์์์์ ํด๋น ๋ฐ์๋ฌผ ์์ ๊ณ์, ๊ด์ฌ ์๋ ์์ฑ๋ฌผ ์์ ๊ณ์, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ทธ ์์ฑ๋ฌผ์ ๋ชฐ์ง๋์ ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก ์์ฑ๋๋ ์์ฑ๋ฌผ์ ์ง๋๊ณผ ํจ๊ป ๋ฐ์๋ฌผยท์์ฑ๋ฌผ์ ๋ชฐ์๋ฅผ ์๋ ค์ค๋๋ค.
๊ณต์ ์ค๋ช
ํต์ฌ ๊ด๊ณ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$m_{\text{prod}} = \frac{m_{\text{react}}}{M_{\text{react}}} \cdot \frac{c_{\text{prod}}}{c_{\text{react}}} \cdot M_{\text{prod}}$$์ฒซ ๋ฒ์งธ ํญ์ ๋ฐ์๋ฌผ์ ๋ชฐ์๋ฅผ ๋ํ๋ ๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๊ณ์๋น(\(c_{\text{prod}} / c_{\text{react}}\))๋ฅผ ๊ณฑํ๋ฉด ๊ท ํ ๋ฐ์์์์ ์ป์ ํํ๋๋ก ์ ๋ชฐ๋น์ ๋ฐ๋ผ ์์ฑ๋ฌผ์ ๋ชฐ์๋ก ํ์ฐ๋ฉ๋๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์์ฑ๋ฌผ์ ๋ชฐ์ง๋์ ๊ณฑํด ๋ชฐ์๋ฅผ ๋ค์ ๊ทธ๋จ(g)์ผ๋ก ๋ฐ๊ฟ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
2 HโO โ 2 Hโ + Oโ ๋ฐ์์ ์ดํด๋ด ์๋ค. ๋ฌผ 10 g(MW = 18.015 g/mol)์์ ์ถ๋ฐํ๋ฉด ์์ ๊ธฐ์ฒด(MW = 2.016 g/mol)๋ ์ผ๋ง๋ ์์ฑ๋ ๊น์? ๋ฌผ์ ๋ชฐ์ \(= 10 / 18.015 = 0.5551 \text{ mol}\). Hโ : HโO์ ๋ชฐ๋น๋ \(2 : 2 = 1\)์ด๋ฏ๋ก Hโ์ ๋ชฐ์ \(= 0.5551 \text{ mol}\). ๋ฐ๋ผ์ Hโ์ ์ง๋ \(= 0.5551 \times 2.016 = 1.119 \text{ g}\)์ ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ด ๊ฐ์ ์ด๋ก ์์จ์ธ๊ฐ์, ์ค์ ์์จ์ธ๊ฐ์? ๋ฐ์๋ฌผ์ด ์์ ํ ์๋ชจ๋์ด ํ๊ณ ๋ฐ์๋ฌผ(limiting reactant)์ด๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํ ์ด๋ก ์ (์ต๋) ์์จ์ ๋๋ค. ์ค์ ์์จ์ ์ด๋ณด๋ค ๋ฎ์ต๋๋ค.
๊ณ์๋ ์ด๋์ ๊ฐ์ ธ์ค๋์? ๊ท ํ ๋ง์ถ ํํ ๋ฐ์์์์ ๊ฐ ๋ฌผ์ง ์์ ๋ถ๋ ์ซ์๊ฐ ๋ฐ๋ก ๊ณ์์ ๋๋ค.
ํ๊ณ ๋ฐ์๋ฌผ ๊ณ์ฐ์๋ ์ธ ์ ์๋์? ๋ค. ๊ฐ์ฅ ๋จผ์ ์์ง๋๋ ๋ฐ์๋ฌผ๋ก ๊ณ์ฐํ๋ฉด ๊ทธ ๋ฐ์์ด ๋ง๋ค ์ ์๋ ์ต๋ ์์ฑ๋ฌผ ์์ ๊ตฌํ ์ ์์ต๋๋ค.