Tabla de Contenidos
질량 /질량 퍼센트 또는 %m/m이라고도 하는 질량 퍼센트 농도 는 용액 또는 혼합물의 질량 100부 또는 단위마다 용질의 질량이 몇 부 존재하는지 나타내는 물리적 농도 단위입니다. 단위에 따라 다른 방식으로 해석될 수 있습니다. 예를 들어:
- 용액 100g당 들어 있는 용질의 g수.
- 용액 100kg당 들어 있는 용질의 kg입니다.
- 100밀리그램의 용액에 들어 있는 용질의 밀리그램 등
질량 퍼센트는 화학 단위인 몰 또는 당량의 수와 반대로 물리적 단위인 질량의 함수로 용질 대 용액의 비율을 나타내므로 농도의 물리적 단위로 간주됩니다. 이러한 이유로 %m/m 단위로 같은 농도를 가진 두 용액은 같은 양의 용액에 같은 양의 물질(용질의 몰수를 의미)이 반드시 있는 것은 아니므로 %m/m은 다음에서 대용으로 사용할 수 없습니다. 화학적 농도 단위로 수행할 수 있는 직접적인 화학양론적 계산.
질량 백분율 농도가 자주 사용되는 상황
질량 백분율은 매우 중요한 이유로 가장 일반적으로 사용되는 농도 단위 중 하나입니다. 부피 와 밀도에 의존하지 않기 때문에 질량 백분율은 온도 및 압력과 무관합니다. . 사실, 용액의 질량 백분율은 우리가 어디에 있든 동일합니다.
실제로 상업용 화학 시약의 순도 또는 농도에 대한 데이터를 보는 사람은 이러한 값이 항상 라벨에 질량 백분율로 표시되어 있음을 알 수 있습니다. 밀도와 같은 데이터도 보고되어 다른 단위의 농도를 결정하는 데 사용할 수 있지만 이러한 값은 특정 온도 및 압력 조건에서 보고됩니다.
시약을 사용하여 다른 용액을 제조하거나 다른 용도로 사용할 때의 조건이 보고된 것과 동일하지 않은 경우 이러한 데이터에서 계산된 부피 또는 부피 종속 농도 단위는 필연적으로 어느 정도의 농도를 갖게 됩니다. 오류.
질량 백분율 농도 또는 백분율 m/m 계산 공식
질량 백분율을 계산하는 기본 공식은 다른 백분율과 동일합니다. 용액의 용질 질량에 100을 곱한 비율에 해당합니다.
여기서 m 용질 과 m 용액은 각각 용질과 용액의 질량에 해당합니다.
참고: 위의 방정식을 사용하여 용질과 용액의 질량을 원하는 단위(그램, 파운드, 온스, 미터톤 등)로 표현할 수 있습니다.
용매의 질량을 이용한 %m/m 계산
단일 용질과 용매로 구성된 단순 용액의 경우 용액의 질량은 다음 방정식과 같이 두 성분의 질량의 합으로 대체될 수 있습니다.
이것은 질량이 항상 더하기 때문에 가능합니다. 즉, 둘 이상의 물질을 혼합할 때 혼합물의 질량은 항상 모든 구성 요소의 질량의 합과 같습니다. 이것은 질량 백분율을 사용하는 또 다른 이점이며, 용액 성분의 알려진 양으로부터 계산할 수 있다는 사실입니다.
백분율 부피(%V/V), 백분율 질량/부피(%m/V) 또는 용액의 부피로 표현되는 기타 농도에 대해 항상 수행할 수 있는 것은 아닙니다. 이는 부피가 항상 더해지는 것은 아니기 때문입니다(예: 소금이 물에 용해될 때).
추가할 수 있는 경우(예: 액체-액체 용액)에도 부피 합계의 값은 용액의 실제 최종 부피와 정확히 일치하지 않습니다. 후자는 용질-용질, 용질-용매 및 용매-용매 상호작용의 차이가 용액이 형성될 때 부피의 수축 또는 팽창을 초래할 수 있다는 사실 때문입니다.
다른 농도 단위에서 질량 백분율 농도를 계산하는 방법
시스템의 속성을 나타내는 다른 양과 마찬가지로 농도는 다른 단위로 표현될 수 있으며 한 단위를 다른 단위로 변환할 수 있는 능력은 유능한 화학 학생의 기본 기술입니다.
일반적으로 사용되는 다른 농도 단위에서 질량 백분율을 계산하는 방법은 다음과 같습니다.
질량/체적% 농도(%m/V)에서 질량% 농도(%m/m) 계산
질량 백분율을 질량/부피 백분율과 비교하면 유일한 차이점은 두 번째 경우 용액의 양이 질량이 아닌 부피의 형태로 표현된다는 점입니다. 이러한 이유로 질량/부피 백분율에서 질량/질량 백분율을 계산하는 것은 용액의 부피를 질량으로 변환하기 위해 용액의 밀도를 사용하는 것만 포함합니다.
관련 산술 연산을 수행하고 방정식을 재정렬하면 결과는 다음과 같습니다.
여기서 d 용액은 용액의 밀도에 해당합니다. 위의 방정식을 사용할 때 원하는 단위로 밀도를 사용할 수 없다는 점을 명심하십시오. 이 경우 밀도는 g/mL(og/cm 3 ), kg/L(또는 kg/dm 3 ), 톤/m 3 또는 기타 물의 밀도를 나타내는 단위 로 표시해야 합니다. 1에 가까운 수치를 가집니다. 이는 질량/부피 백분율을 계산할 때 질량 및 부피 단위 선택에 대한 제한 때문입니다.
부피 백분율 농도(%V/V)로부터 질량 백분율 농도(%m/m) 계산
위의 절차와 유사한 절차를 수행하면 다음 방정식에 표시된 대로 용액과 순수한 용질의 밀도를 사용하여 부피 백분율을 질량 백분율로 변환할 수도 있습니다.
이 경우 유일한 제한은 두 밀도가 동일한 단위로 표현되어야 하지만 어떤 특정 단위가 사용되는지는 무관합니다.
몰 농도로부터 질량 퍼센트 농도(%m/m) 계산
몰 농도와 질량 백분율 사이의 관계는 매우 자주 사용되며 다음 방정식으로 제공됩니다.
여기서 M은 용액의 몰 농도이고, MM 용질 은 용질의 몰 질량 이며 , d 용액 은 용액의 밀도(g/mL)입니다. 분모에 나타나는 계수 10은 백분율 공식에서 100을 밀리리터와 리터 사이의 환산 계수 인 1,000ml/L로 단순화한 것입니다.
질량 백분율 농도 계산 예
예 1
무수 알코올 100g과 순수한 물 400g을 혼합하여 준비된 용액의 질량 백분율 농도를 결정하십시오.
해결책:
질량/질량 백분율을 계산하려면 용질의 질량과 용액의 질량만 있으면 됩니다. 그러나 이 경우에는 용질과 용매의 질량만 있습니다. 그러나 질량은 항상 더하기 때문에 방정식 2를 직접 사용하여 이 솔루션의 질량 백분율을 계산할 수 있습니다.
따라서 용액의 질량 백분율 농도는 20%이거나 동일한 용액에 20%의 알코올이 포함되어 있습니다.
예 2
30% 질량의 염화나트륨 용액 100g과 같은 용질의 또 다른 10% 질량 용액 100g을 혼합하여 준비된 용액의 질량 백분율 농도를 결정하십시오.
해결책:
이 경우 총 질량이 100g이고 용질은 같지만 농도가 다른 두 가지 용액이 혼합됩니다. 질량은 항상 더하기 때문에 결과 용액의 질량은 단순히 혼합된 두 용액의 질량의 합이 됩니다.
마찬가지로 최종 용액의 용질 질량은 혼합된 두 용액의 용질 질량의 합에 해당합니다. 두 용액의 질량이 100g이므로 각 용액에 존재하는 용질의 양은 같은 비율입니다. 즉, 첫 번째 용액은 30g이고 두 번째 용액은 10g입니다. 이를 바탕으로 용질의 최종 양은 다음과 같습니다.
마지막으로 질량/질량 백분율 공식을 적용하여 원하는 결과를 얻습니다.
즉, 최종 혼합물의 농도는 염화나트륨 질량의 20%가 됩니다.
예 3
진한 황산 (H 2 SO 4 , MM=98.079 g/mol) 용액 의 몰농도가 18 mol/L이고 밀도가 1.83 g/mL이면 농도를 % m/m로 구하십시오.
해결책:
이것은 용액의 몰 농도와 밀도가 있는 경우입니다. 따라서 % m/m는 방정식 5를 적용하여 결정할 수 있습니다.
참조
브라운, T. (2021). 화학: 중앙 과학 (11판). 영국 런던: Pearson Education.
비쥬스. (2021년 3월 22일). 질량 백분율 공식. https://byjus.com/mass-percent-formula/ 에서 가져옴
장, 알., 만조, 아. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). 화학 (10판). 뉴욕주 뉴욕시: MCGRAW-HILL.
Junta de Andalucía. (일차). 용액의 농도. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/14700420/helvia/aula/archivos/repositorio/0/123/html/concentracin_de_una_disolucin.html 에서 가져옴
López C., JM(nd). 백분율(질량-질량, 질량-부피). https://tomi.digital/en/52373/porcentajes-masamasa-masavolumen 에서 복구됨
Toppr. (일차). 질량 백분율 공식. https://www.toppr.com/guides/chemistry-formulas/mass-percent-formula/ 에서 가져옴
