그램을 몰로 또는 그 반대로 변환하는 방법

두더지의 개념은 화학의 모든 측면과 밀접하게 연결되어 있습니다. 이것은 물질의 양을 측정하는 척도이므로 모든 물질의 샘플에 존재하는 원자 또는 분자의 수와 직접적으로 관련됩니다. 여러 면에서 두더지의 개념은 12개 또는 100개와 다르지 않습니다. 즉, 단순히 숫자입니다. 매우 큰 숫자는 사실이지만 결국 순수한 숫자입니다.

그러나 우리가 볼 수 없다면 물질 샘플의 원자 수를 어떻게 결정합니까? 오렌지를 세지 않고 자루에 든 오렌지의 수를 추정할 수 있는 것과 같은 방식으로 일부 오렌지의 무게를 측정하여 평균 무게를 결정한 다음 전체 자루의 무게를 잰다.

예를 들어, 오렌지의 무게가 200g이면 1kg에 오렌지 5개가 들어 있습니다. 자루의 무게가 20kg이면 20*5=100개의 오렌지가 들어 있습니다. 반면에 자루의 무게가 20kg인데 오렌지가 아니라 레몬이 들어 있다면 자루에 들어 있는 레몬의 수는 보통 레몬의 무게가 더 적기 때문에 오렌지의 수와 같지 않을 것입니다.

역 과정에 대해서도 마찬가지입니다. 특정 수의 오렌지나 레몬의 무게를 알고 싶다면 이 숫자에 각각의 무게를 곱하기만 하면 됩니다.

그램에서 몰을 계산하는 것과 그 반대의 경우도 같은 방식으로 작동합니다. 특정 유형의 원자 또는 분자의 각 몰당 질량을 기준으로 합니다.

다음으로 물질의 질량에서 몰을 계산하는 다양한 방법과 몰 수에서 물질의 질량을 계산하는 방법을 살펴보겠습니다. 계산을 수행하는 이 세 가지 방법 중 어떤 것이든 완벽하게 유효하며 동일한 결과를 제공하지만 일부는 아래 설명된 대로 특정 상황에서 다른 것보다 더 실용적입니다.

몰 질량 계산

오렌지 자루의 예에서와 같이 자루에 담긴 오렌지의 수를 결정하기 위해 오렌지의 무게를 알아야 하고, 그램에서 몰 수를 계산하려면 각 몰의 질량을 알아야 합니다. 샘플에 존재하는 몰수를 결정하기 위해 입자의. 이것은 몰 질량으로 알려져 있으며, 물질의 분자식과 그것을 구성하는 원소의 원자량으로부터 계산할 수 있는 분자 질량과 수치적으로 같습니다.

이는 화합물이나 원소를 구성하는 각 원자의 원자량을 더하면 됩니다. 예를 들어, 그램 단위의 질량에서 질산나트륨의 몰수를 계산하려면 NaNO ₃ 공식인 질산나트륨의 몰 질량을 결정해야 합니다 . 이것은 나트륨, 질소 및 세 개의 산소 원자의 원자 질량을 추가하여 수행됩니다.

표에서 볼 수 있듯이 단위가 있는 수량은 없습니다. 원자량은 상대적인 양이며 차원이 없기 때문입니다. 상기 상대 원자량으로부터 계산되는 분자량 도 마찬가지입니다 .

그러나 상대 원자량 단위의 정의와 몰이 정의된 방식은 분자량이 몰 질량과 수치적으로 동일하다는 것을 보장합니다. 유일한 차이점은 몰 질량에 대해 이야기할 때 정확히 1몰의 물질을 포함하는 물질의 질량을 의미하므로 g/mol 단위가 추가된다는 것입니다.

이제 주어진 분자식에서 물질의 몰 질량을 계산하는 방법을 알았으므로 분자식을 사용하여 그램으로 주어진 질량에서 몰수를 결정하는 방법을 살펴보겠습니다.

1. 세 가지 방법의 규칙

그램 단위의 질량에서 몰수를 계산하거나 그 반대로 계산하는 가장 쉽고 직관적인 방법은 간단한 3의 법칙을 이용하는 것입니다. 이 규칙은 몰 질량의 개념을 기반으로 합니다. 즉, 몰 질량이 물질 단위 1몰을 포함하는 그램 단위의 질량에 해당한다는 사실에서 출발합니다.

이 방법은 몰의 개념에 익숙해지고 화학양론적 계산의 이해를 용이하게 하는데 매우 유용합니다. 그러나 필요 이상으로 길어서 동일한 문제에서 많은 몰 계산을 수행해야 하는 경우에는 적합하지 않을 수 있습니다.

예 1

방금 본 몰 질량이 85g/mol인 질산나트륨의 예를 들어, 해당 물질 170g에 존재하는 몰 수를 결정하고 싶다면 다음과 같은 질문을 할 수 있습니다.

85g의 질산나트륨에 1몰의 화합물이 있다는 것을 안다면 170g에는 몇 몰이 있을까요?

이것은 3개의 알려진 변수가 미지수(이 경우 몰 수)와의 비율에 의해 관련되는 3의 법칙의 고전적인 경우입니다. 그 해결책은 다음과 같습니다.

3의 규칙은 알려진 대각선의 끝을 곱하고 곱을 다른 모서리의 값으로 나눔으로써 해결됩니다. 이 예에서:

_{알 수 있듯이 NaNO 3} 질량 단위는 단순화되고 결과는 NaNO ₃ 몰로 표시됩니다 .

예 2

이제 질산나트륨 0.125몰의 질량을 계산한다고 가정합니다. 우리는 위의 3개의 동일한 규칙에서 시작할 수 있지만, 이 경우 더 많은 수가 있는 곳이기 때문에 왼쪽에 있는 모서리 대신 오른쪽 아래 모서리를 알고 있습니다.

이 경우 해결책은 반대쪽 모서리를 이전 사례에 곱하고 나누는 것입니다.

2. 공식에 의한 그램의 몰수 계산

몰 수를 계산하는 두 번째 방법은 몰 공식을 사용하는 것입니다. 이것은 몰수가 물질의 질량과 몰 질량 사이의 비율에 불과하다는 매우 간단한 공식입니다. 즉 말하자면:

수식 방법은 수식을 자주 사용하고 수식을 하나 더 배우는 것이 문제가 되지 않는 일부 사람들에게 실용적입니다. 반면에 방정식 시스템을 통해 해결해야 하는 여러 가지 미지수가 있는 문제를 해결하기 위해 특정 수학적 관계가 필요할 때 몰수 공식은 매우 실용적입니다.

사실 이것은 아마도 화학에서 가장 널리 사용되는 공식 중 하나일 것이므로 이를 암기하고 사용법을 연습하는 것이 필수적입니다.

질량을 계산해야 하는 경우에는 공식에서 m을 분리하기만 하면 됩니다.

예 3

탄소, 수소 및 산소의 원자 질량이 각각 12, 1 및 16이라는 것을 알고 150g의 아세트산(CH ₃ COOH) 에 존재하는 몰수를 계산해 봅시다 .

이 경우 몰 질량을 모르기 때문에 거기서부터 시작해야 합니다.

따라서 아세트산의 분자량은 60이며 이는 몰 질량이 60g/mol임을 의미합니다. 따라서 다음과 같은 데이터가 있습니다.

• m = 150g
• MM = 60g/몰

이제 공식을 사용하여 두더지를 계산하기만 하면 됩니다!

예 4

이제 이 물질 15몰에 들어 있는 아세트산의 그램 수를 계산해 봅시다. 이 경우 두 번째 풀이 공식을 사용합니다.

3. 단위 변환으로 그램에서 몰수 계산

우리가 찾고 있는 것이 그램에서 몰을 계산하는 가장 실용적이고 빠른 방법이라면 환산 계수 방법이 의심할 여지 없이 선택해야 할 방법입니다. 이것은 그램에서 몰을 계산하는 역할을 할 뿐만 아니라 그 반대의 과정, 즉 몰에서 그램을 계산하는 역할도 합니다.

이 프로세스는 단위 환산 계수의 사용과 몰 질량의 개념을 기반으로 합니다. 우리는 이 개념에서 물질 1몰이 해당 물질의 1몰 질량과 같다는 것을 알고 있습니다.

예를 들어, 분자량이 60인 아세트산의 경우 다음과 같은 당량을 쓸 수 있습니다.

이 동등성은 값이 1인 두 개의 서로 다른 변환 계수를 발생시키면서 양쪽으로 재배열될 수 있습니다. 즉, 아세트산의 경우 다음이 확인됩니다.

두 분수의 값이 1이라는 사실은 어떤 양에 이 분수를 곱할 수 있으며 그 값이 변경되지 않는다는 것을 의미합니다. 이것이 그들이 단위 요인이라고 불리는 이유입니다. 환산계수를 이용하여 몰수를 계산하기 위해서는 질량의 단위를 상쇄하고 분자에 몰을 넣는 인자, 즉 왼쪽 인자를 곱하기만 하면 됩니다.

대신 몰에서 그램을 계산하려면 오른쪽에 있는 계수를 사용합니다.

실시예 5

분자량이 58.5인 염화나트륨(NaCl) 0.120g에 들어 있는 몰수를 계산해 봅시다.

이 경우 우리가 해야 할 일은 이 경우 염화나트륨 1몰이 소금 58.5g과 같고 그 반대도 마찬가지이며 이 정보를 사용하여 적절한 단위 변환 계수를 만들고 그램 단위의 질량을 곱해야 한다는 것을 기억하는 것입니다. .

우리는 그램에서 시작하고 이것들은 분자에 있기 때문에 분모에 그램이 있는 단위 계수를 사용해야 합니다. 우리가 찾고 있는 것:

실시예 6

^{이제 2.8.10 -4} 몰의 소금 을 얻기 위해 몇 그램의 소금을 달아야 하는지 계산해 봅시다 . 이 경우 절차는 정확히 동일하지만 다른 단위 요소를 사용해야 합니다.

참조

지역과학. (2022년 1월 13일). 풀린 운동을 가진 화학 그리고 몰의 수에 있는 두더지 . https://www.aaciencias.com/quimica/mol/

González, A. (2014년 2월 12일). FQ1 질량에서 몰수를 계산합니다 . 슬라이드쉐어. https://www.slideshare.net/onio72/fq1-calculo-moles-a-partir-de-la-masa

3의 규칙 . (2019년 9월 2일). Mineduc.gob.gt. https://www.mineduc.gob.gt/DIGECADE/documents/Telesecundaria/Recursos%20Digitales/2o%20Recursos%20Digitales%20TS%20BY-SA%203.0/06%20MATEMATICA/U5%20pp%20122%20regla%20de% 20세.pdf

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