본문내용
몰분율은 XB = = 0.67
IX. 용해도의 이해에 필요한 요인들
용해도에 영향을 주는 요인은 두 가지로 볼 수 있다.
①물질이 섞이고자 하는 자연적인 현상(무질서한 상태로 가고자 하는 자연적인 경향)
②분자나 이온들 사이의 상대적인 인력
분자용액
예)질소와 산소의 용액인 공기
기체들 사이의 분자간 힘은 약해서 용해도의 주요한 요인은 분자들이 섞이고자 하는
자연적인 경향이다. 그래서 기체들은 잘 섞인다.
예) 성질이 비슷한 헵탄과 옥탄으로 이루어진 용액
이들 분자간의 힘은 분산력이고 거의 비슷하다.
(즉 헵탄과 옥탄, 헵탄과 헵탄, 옥탄과 옥탄 사이의 분산력이 거의 비슷하다는 이야기)
분자들이 섞이려는 경향으로 인하여 물질들은 서로 섞이게 된다.
예)물과 옥탄의 혼합
물 분자들 사이에는 강한 수소결합이 존재
물과 옥탄이 섞이기 위해서는 강한 수소결합이 깨지고 물과 옥탄 사이의 훨씬 더 약한
분산력으로 대체되어야 한다. 이 경우에는 옥탄과 물이 섞이지 않아야 가장 강한 인력이
유지되고 그 결과 낮은 에너지를 갖게 된다. 따라서 물과 옥탄은 섞이지 않는다.
예)알코올을 가지고 있는 탄소화합물계열에 있어서 물에 대한 용해도가 감소
물과 알코올은 -OH기를 가지고 있다. 이로 인해 강한 수소결합을 이룰 수 있다.
따라서 CH3OH 분자와 물분자 사이의 인력은 CH3OH 분자사이나 물분자 사이의 인력과
같은 강한 인력이 작용하여 CH3OH와 물은 완전히 섞인다.
하지만 알콜의 탄화수소(-R)이 점차 커짐에 따라 알콜은 물과 다른 성질로 변한다.
물과 알코올의 인력이, 물과 물, 알코올과 알코올 사이의 인력보다 작아져 R의 길이가
증가함에 따라 알코올의 용해도는 감소한다.
이온용액
이온용액에서 용해도의 차이는 결정내 이온사이의 인력과
이온과 물 사이의 인력의 에너지 차로서 설명한다.
①결정내 이온사이의 인력
결정격자에서 이온을 함께 붙잡고 있는 에너지인 격자에너지
격자에너지는, 이온의 전하가 클수록 중심이온사의 거리가 작을수록 커진다.
예) 알칼리 토금속의 수산화물계열에서 용해도
격자에너지가 용해도의 경향성을 결정
Mg(OH)2 < Ca(OH) < Sr(OH) < Ba(OH)2
이온의 반지름이 증가함에 따라 격자에너지가 감소
용해도도 위의 순서로 증가한다.
격자에너지 감소는 Mg2+,Ca2+, Sr2+, Ba2+수화에너지의 감소보다 훨씬 크므로
격자에너지가 이 계열에 있어서의 용해도 경향성을 결정한다.
②이온과 물사이의 인력
물과 이온사이의 인력은 이온-쌍극자 힘때문
이온이 물 분자를 끌어당기는 것을 수화
(전하가 클수록, 원자반지름이 작을수록 수화에너지는 크다)
예제) Na+ 와 K+ 중 어느 것이 큰 수화에너지를 가지는가?
답) Na+ > K+
예)알칼리토금속의 황산화물
수화에너지가 용해도의 경향성을 지배
SO42-는 OH-보다 훨씬 크기 때문에 MgSO4로부터 BaSO4로 감에 따라 격자에너지의 퍼센트
변화율은 수산화물의 경우보다 작다. 따라서 격자에너지의 변화는 작고
양이온의 수화에너지는 훨씬 큰 값으로 감소한다.
이러므로 수화에너지가 용해도의 경향성을 지배한다.
MgSO4에서 > CaSO4 > SrSO4 > BaSO4로 감에 따라 용해도는 감소.
MgSO는 물에 녹지만 BaSO4는 물에 녹지 않는다.
X. 콜로이드 용액
콜로이드 입자
빛을 산란할 수 있을 정도의 크기를 갖는 입자가 분산된 용액을 콜로이드 용액이라 함
지름이 10-7 - 10-5 cm
현미경으로 볼 수 없고, 거름종이로 거를 수 없다(거름 종이 통과 가능)
한외여과막(ultra-filtration membrane)이나 투석막(Dialysis membrane)은 통과하지 못함
콜로이드 입자는 매우 미세하기 때문에 단위 중량당 표면적이 매우 크다
콜로이드 용액의 성질
1. 입자의 크기에 의한 특성
①틴들현상(Tyndall)
빛을 비추면 빛의 진로가 뚜렷이 보이는데 이런 현상을 말함
②투석(Dialysis)
콜로이드 용액에 섞여 있는 용질 분자나 이온을 콜로이드입자와 분리함으로써 콜로이드용액을 정제하는 방법
2. 표면적이 크고 같은 전하를 띠고 있어 생기는 현상
③흡착(Adsorption)
단위질량당 표면적이 크므로 콜로이드 입자의 표면에 다른 입자가 모이는 현상
④전기이동(Electrophoresis)
콜로이드 용액에 직류전류를 통하면 콜로이드 입자가 (+)극 또는 (-)극으로
이동하는 것
(콜로이드 입자가 (-)이온 또는 (+)이온을 흡착하기 때문이다)
예)코트렐 집진기
⑤엉김(Coagulation)
콜로이드 용액에 전해질을 가할 때 콜로이드 입자가 앙금으로 되는 현상
(콜로이드 입자가 주위에 자신이 흡착한 이온과 반대 전하를 가진 이온들
때문에 흡착했던 이온들을 잃어버림으로써 입자간의 반발력이 사라져 입자들이 엉긴다)
⑥염석(Salting out)
소량의 전해질에 의해 앙금으로 되지 않고 다량의 전해질을 가하면 앙금이
생성되는데 이러한 현상을 말함
예)두부를 만들 때 콜로이드 용액에 간수를 가하여 굳히는 것
3. 분산매의 열운동에 의한 현상
⑦브라운 운동
분산매가 대류 운동 할 때 콜로이드 입자간에 충돌이 일어나는 현상
콜로이드 입자가 불규칙하게 움직이는 것을 브라운 운동
콜로이드의 종류
Suspension : 액체의 분산매에 고체입자가 분산질로 된 것
Emulsion : 액체의 분산매에 액체입자가 분산질로 된 것
Aerosol : 안개,연기 등과 같이 액체나 고체분산질이 기체 분산매에 분산된 것
소수콜로이드 : 물과 분산질 사이에 인력이 없는 콜로이드
소량의 전해질에 의해 쉽게 엉금이 되는 불안정한 콜로이드
즉 엉김이 일어나는 콜로이드
예)금속산화물, 금속수산화물, 점토콜로이드
친수콜로이드 : 콜로이드 입자가 표면에 친수성 원자단을 가져서 물분자에 의해 둘러 싸여 있는 콜로이드
친수콜로이드는 쉽게 엉기지 않는 안정한 콜로이드
예)녹말, 단백질, 우무
보호콜로이드 : 소수콜로이드에 친수콜로이드를 조금 가하면 친수콜로이드가 소수콜로이드 입자를
둘러 싸서 안정화시킨다
소수콜로이드에 가해주는 친수콜로이드를 보호콜로이드라 한다.
예)먹물의 아교, 잉크의 아라비아 고무
IX. 용해도의 이해에 필요한 요인들
용해도에 영향을 주는 요인은 두 가지로 볼 수 있다.
①물질이 섞이고자 하는 자연적인 현상(무질서한 상태로 가고자 하는 자연적인 경향)
②분자나 이온들 사이의 상대적인 인력
분자용액
예)질소와 산소의 용액인 공기
기체들 사이의 분자간 힘은 약해서 용해도의 주요한 요인은 분자들이 섞이고자 하는
자연적인 경향이다. 그래서 기체들은 잘 섞인다.
예) 성질이 비슷한 헵탄과 옥탄으로 이루어진 용액
이들 분자간의 힘은 분산력이고 거의 비슷하다.
(즉 헵탄과 옥탄, 헵탄과 헵탄, 옥탄과 옥탄 사이의 분산력이 거의 비슷하다는 이야기)
분자들이 섞이려는 경향으로 인하여 물질들은 서로 섞이게 된다.
예)물과 옥탄의 혼합
물 분자들 사이에는 강한 수소결합이 존재
물과 옥탄이 섞이기 위해서는 강한 수소결합이 깨지고 물과 옥탄 사이의 훨씬 더 약한
분산력으로 대체되어야 한다. 이 경우에는 옥탄과 물이 섞이지 않아야 가장 강한 인력이
유지되고 그 결과 낮은 에너지를 갖게 된다. 따라서 물과 옥탄은 섞이지 않는다.
예)알코올을 가지고 있는 탄소화합물계열에 있어서 물에 대한 용해도가 감소
물과 알코올은 -OH기를 가지고 있다. 이로 인해 강한 수소결합을 이룰 수 있다.
따라서 CH3OH 분자와 물분자 사이의 인력은 CH3OH 분자사이나 물분자 사이의 인력과
같은 강한 인력이 작용하여 CH3OH와 물은 완전히 섞인다.
하지만 알콜의 탄화수소(-R)이 점차 커짐에 따라 알콜은 물과 다른 성질로 변한다.
물과 알코올의 인력이, 물과 물, 알코올과 알코올 사이의 인력보다 작아져 R의 길이가
증가함에 따라 알코올의 용해도는 감소한다.
이온용액
이온용액에서 용해도의 차이는 결정내 이온사이의 인력과
이온과 물 사이의 인력의 에너지 차로서 설명한다.
①결정내 이온사이의 인력
결정격자에서 이온을 함께 붙잡고 있는 에너지인 격자에너지
격자에너지는, 이온의 전하가 클수록 중심이온사의 거리가 작을수록 커진다.
예) 알칼리 토금속의 수산화물계열에서 용해도
격자에너지가 용해도의 경향성을 결정
Mg(OH)2 < Ca(OH) < Sr(OH) < Ba(OH)2
이온의 반지름이 증가함에 따라 격자에너지가 감소
용해도도 위의 순서로 증가한다.
격자에너지 감소는 Mg2+,Ca2+, Sr2+, Ba2+수화에너지의 감소보다 훨씬 크므로
격자에너지가 이 계열에 있어서의 용해도 경향성을 결정한다.
②이온과 물사이의 인력
물과 이온사이의 인력은 이온-쌍극자 힘때문
이온이 물 분자를 끌어당기는 것을 수화
(전하가 클수록, 원자반지름이 작을수록 수화에너지는 크다)
예제) Na+ 와 K+ 중 어느 것이 큰 수화에너지를 가지는가?
답) Na+ > K+
예)알칼리토금속의 황산화물
수화에너지가 용해도의 경향성을 지배
SO42-는 OH-보다 훨씬 크기 때문에 MgSO4로부터 BaSO4로 감에 따라 격자에너지의 퍼센트
변화율은 수산화물의 경우보다 작다. 따라서 격자에너지의 변화는 작고
양이온의 수화에너지는 훨씬 큰 값으로 감소한다.
이러므로 수화에너지가 용해도의 경향성을 지배한다.
MgSO4에서 > CaSO4 > SrSO4 > BaSO4로 감에 따라 용해도는 감소.
MgSO는 물에 녹지만 BaSO4는 물에 녹지 않는다.
X. 콜로이드 용액
콜로이드 입자
빛을 산란할 수 있을 정도의 크기를 갖는 입자가 분산된 용액을 콜로이드 용액이라 함
지름이 10-7 - 10-5 cm
현미경으로 볼 수 없고, 거름종이로 거를 수 없다(거름 종이 통과 가능)
한외여과막(ultra-filtration membrane)이나 투석막(Dialysis membrane)은 통과하지 못함
콜로이드 입자는 매우 미세하기 때문에 단위 중량당 표면적이 매우 크다
콜로이드 용액의 성질
1. 입자의 크기에 의한 특성
①틴들현상(Tyndall)
빛을 비추면 빛의 진로가 뚜렷이 보이는데 이런 현상을 말함
②투석(Dialysis)
콜로이드 용액에 섞여 있는 용질 분자나 이온을 콜로이드입자와 분리함으로써 콜로이드용액을 정제하는 방법
2. 표면적이 크고 같은 전하를 띠고 있어 생기는 현상
③흡착(Adsorption)
단위질량당 표면적이 크므로 콜로이드 입자의 표면에 다른 입자가 모이는 현상
④전기이동(Electrophoresis)
콜로이드 용액에 직류전류를 통하면 콜로이드 입자가 (+)극 또는 (-)극으로
이동하는 것
(콜로이드 입자가 (-)이온 또는 (+)이온을 흡착하기 때문이다)
예)코트렐 집진기
⑤엉김(Coagulation)
콜로이드 용액에 전해질을 가할 때 콜로이드 입자가 앙금으로 되는 현상
(콜로이드 입자가 주위에 자신이 흡착한 이온과 반대 전하를 가진 이온들
때문에 흡착했던 이온들을 잃어버림으로써 입자간의 반발력이 사라져 입자들이 엉긴다)
⑥염석(Salting out)
소량의 전해질에 의해 앙금으로 되지 않고 다량의 전해질을 가하면 앙금이
생성되는데 이러한 현상을 말함
예)두부를 만들 때 콜로이드 용액에 간수를 가하여 굳히는 것
3. 분산매의 열운동에 의한 현상
⑦브라운 운동
분산매가 대류 운동 할 때 콜로이드 입자간에 충돌이 일어나는 현상
콜로이드 입자가 불규칙하게 움직이는 것을 브라운 운동
콜로이드의 종류
Suspension : 액체의 분산매에 고체입자가 분산질로 된 것
Emulsion : 액체의 분산매에 액체입자가 분산질로 된 것
Aerosol : 안개,연기 등과 같이 액체나 고체분산질이 기체 분산매에 분산된 것
소수콜로이드 : 물과 분산질 사이에 인력이 없는 콜로이드
소량의 전해질에 의해 쉽게 엉금이 되는 불안정한 콜로이드
즉 엉김이 일어나는 콜로이드
예)금속산화물, 금속수산화물, 점토콜로이드
친수콜로이드 : 콜로이드 입자가 표면에 친수성 원자단을 가져서 물분자에 의해 둘러 싸여 있는 콜로이드
친수콜로이드는 쉽게 엉기지 않는 안정한 콜로이드
예)녹말, 단백질, 우무
보호콜로이드 : 소수콜로이드에 친수콜로이드를 조금 가하면 친수콜로이드가 소수콜로이드 입자를
둘러 싸서 안정화시킨다
소수콜로이드에 가해주는 친수콜로이드를 보호콜로이드라 한다.
예)먹물의 아교, 잉크의 아라비아 고무
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