질량, 물질량, 농도를 서로 나누어요
질량은 그램 같은 단위로 시료를 나타내요. 몰로 나타낸 물질량은 몰 단위로 입자의 수를 나타내요. 몰 농도는 용질의 물질량을 용액의 최종 부피와 연결해요. 이 양들은 서로 이어지지만, 서로 바꿔 넣을 수는 없어요.
질량 m, 몰 질량 M인 시료에서 n = m/M이에요. 주어진 몰 질량 58.5 g/mol을 쓰면, 11.7 g은 11.7/58.5 = 0.200 mol이에요. 계산에 물질과 단위를 함께 적어서, 물질량이 맞는 화학종에 붙게 해요.
용액의 최종 부피로 몰 농도를 계산해요
몰 농도 c = n/V이고, 이때 n은 몰, V는 리터로 나타낸 용액의 최종 부피예요. 예시 풀이는 2.0 L에 든 0.50 mol로 0.25 mol/L를 얻어요. 용액 300 mL에 0.060 mol이 있으면, 300 mL를 0.300 L로 바꾼 다음 0.060/0.300 = 0.20 mol/L를 계산해요.
문제가 그 관계를 밝혀 주지 않으면, 용액의 최종 부피를 넣은 용매의 양으로 바꾸지 않아요. 용질의 물질량이 같으면, 최종 부피를 두 배로 하면 몰 농도는 절반이 돼요. 그 예측은 계산과 함께 값이 말이 되는지 볼 때 유용해요.
화학식은 유지한 채 계수로 맞춰요
준비된 반응식 N₂ + H₂ → NH₃를 봐요. NH₃ 앞에 2를 두면 양쪽의 질소 원자가 두 개가 되고, 이어서 H₂ 앞에 3을 두면 양쪽의 수소 원자가 여섯 개가 돼요. 맞춰진 반응식은 N₂ + 3H₂ → 2NH₃예요. 각 원소를 세어 결과를 확인해요.
NH₃를 NH₂로 바꾸면 나타내는 물질이 바뀌어요. 아래 첨자는 그대로 두고 계수를 바꿔서 맞춰요. 계수는 화학식 전체에 곱해져요. 2NH₃는 분자 수를 셀 때 질소 원자 두 개와 수소 원자 여섯 개를 나타내요.
맞춰진 화학 반응식을 몰 관계로 써요
N₂ + 3H₂ → 2NH₃에서 N₂ 한 몰은 H₂ 세 몰과 반응하고, NH₃ 두 몰에 대응해요. N₂ 0.40 mol이 과량의 수소와 완전히 반응하면, NH₃의 이론 물질량은 0.40 × 2 = 0.80 mol이에요. 이것은 몰비예요. 질량비가 아니에요.
이론 계산은 어떤 반응물이 반응을 제한하는지를 포함해, 문제가 정한 조건을 가정해요. 실제 수율은 더 낮을 수 있어요. 생성물의 물질량을 질량으로 바꿀 때는, 몰비를 적용한 다음 그 생성물의 몰 질량을 써요.
그 반응식으로 한계 반응물을 찾아요
같은 반응식에 N₂ 0.40 mol과 H₂ 0.90 mol이 있다고 해 봐요. 질소가 모두 반응하려면 H₂ 1.20 mol이 필요하지만, 있는 것은 0.90 mol뿐이에요. 수소가 한계 반응물이에요. 이론적으로 NH₃는 0.90 × (2/3) = 0.60 mol이 나와요.
또는 각 반응물에서 나올 수 있는 생성물 물질량을 계산하고, 더 작은 쪽을 골라요. 계수가 다르기 때문에 처음 몰 양을 그대로 비교하면 부족해요. 여기서 H₂ 0.90 mol은 N₂ 0.30 mol을 소비하고, 이 이상적인 계산에서는 N₂ 0.10 mol이 남아요.
숫자 답이 무엇을 나타내는지 적어요
최종 답에는 물질이나 용액, 양, 단위를 적어요. mol과 mol/L, 그램과 몰을 구분해요. 과제의 유효 숫자와 반올림 지시를 따르고, 중간 계산에서는 자릿수를 충분히 유지해요.
결과가 이상하면 먼저 화학식, 최종 부피, 맞춰진 계수, 변환 과정을 확인해요. 가장 먼저 불분명한 관계를 Lirno에 물어요. 이 예는 글로 푸는 숙제를 위한 것이에요. 실제 실험은 수업에서 인정한 절차와 지도 아래에서 해요.
질량에서 생성물 물질량까지 단계를 나누어 가요
반응식 2Mg + O₂ → 2MgO에서 마그네슘 4.8 g이 과량의 산소와 완전히 반응한다고 가정해요. 주어진 근삿값인 몰 질량 Mg = 24 g/mol, MgO = 40 g/mol을 사용하세요. 먼저 마그네슘의 질량을 물질량으로 바꾸면 4.8/24 = 0.20 mol이에요. 반응식의 계수비가 2:2이므로 생성되는 MgO도 0.20 mol이에요.
생성물의 물질량을 질량으로 환산하면 0.20 × 40 = 8.0 g MgO가 돼요. 생성물에는 산소도 포함되므로 마그네슘만의 질량보다 커요. 이 반올림한 값을 사용하면 산소 3.2 g이 결합하고, 4.8 + 3.2 = 8.0 g이 돼요. 과제에 다른 원자량이 제시되어 있다면 그 값을 사용하세요. 계산 도중에 반올림한 값과 더 정밀한 값을 섞지 마세요.
