[중등2과학] 포화수용액과 석출량

topsa 2021. 11. 2. 18:56

자. 이번 수업은 포화 수용액과 석출량에 대해 알아보자.

포화 수용액은 물 100g에 용질이 용해도 만큼 녹아 있는 용액을 말한다.

예를 들어 질산칼륨의 용해도 곡선이 다음과 같을 때

70도씨에서 질산칼륨의 용해도가 140이므로,

포화수용액 정의에 따라 70도씨에서 만들 수 있는 질산칼륨 포화 수용액의 질량은

물 100g에 질산칼륨을 140g 녹인 240g이된다.

이것을 기준 포화 수용액이라고 하자.

만약 주어진 포화 수용액의 질량이 기준 포화 수용액의 절반인 120g이라면

물의 양도 기준 포화수용액의 절반인 50g이며 녹아 있는 질산칼륨의 양도 기준 포화수용액의 절반인 70g이 된다.

주어진 포화 수용액의 질량이 기준 포화 수용액의 두 배인 480g이라면

물의 양과 녹아 있는 질산칼륨의 양도 각각 두배인

200g과 280g이 된다.

그럼, 본격적으로 포화수용액과 석출량에 대한 문제를 풀어보자.

첫번째 문제는 70도씨 질산칼륨 포화수용액 240g을 20도씨로 냉각시킬 경우 석출량을 묻는 문제이다.

240g은 질산칼륨 기준 포화수용액의 질량과 같으므로

포화수용액 240g은 물 100g에 질산칼륨이 140g 녹아 있는 상태이다.

따라서 이 문제는

70도씨 물 100g에 질산칼륨 140g을 녹인 후 이것을 20도씨로 냉각 시켰을 때 석출량을 묻는 문제이다.

20도씨에서 질산칼륨의 용해도는 35이고

물 100g에 녹을 수 있는 용질의 양도 35g이다.

따라서 석출량은 처음 녹아 있던 용질 140g에서 냉각된 온도에서 최대한 녹을 수 있는 용질의 양 35를 뺀 105g이 된다.

두번째 문제는 70도씨 포화 수용액 120g을 20도씨로 냉각 시켰을 때 석출량을 묻는 문제이다.

주어진 포화수용액 120g은 기준 포화수용액 질량의 절반과 같으므로

포화수용액 120g은 물 50g에 질산칼륨이 70g 녹아 있는 상태이다.

따라서 이 문제는

70도씨 물 50g에 질산칼륨 70g을 녹인 후 이것을 20도씨로 냉각시켰을 때 석출량을 묻는 문제이다.

20도씨에서 질산칼륨의 용해도는 35이고

물 50g에 녹을 수 있는 용질의 양은 용해도의 절반인 17.5g이 된다.

따라서 석출량은 처음 녹아 있던 용질 70에서 냉각한 온도에서 녹을 수 있는 용질 17.5를 빼는 것으로 계산할 수 있다.

마지막으로 70도씨 포화 수용액 480g을 20도씨로 냉각시켰을 때 석출량을 묻는 문제를 풀어보자.

주어진 포화수용액 480은 기준 포화 수용액 질량의 두배이므로

포화수용액 480g은 물200g에 질산칼륨이 280g 녹아 있는 상태이다.

그러므로 이 문제는

70도씨 물 200g에 질산칼륨 280g을 녹인 후 20도씨로 냉각 시켰을 때의 석출량을 묻는 문제이다.

20도씨에서 용해도는 35이고

물 200g에 녹을 수 있는 용질의 양은 용해도의 2배인 70g이 된다.

따라서 석출량은 처음 녹아 있던 용질 280g에서 냉각한 온도에서 녹을 수 있는 용질의 양 70g을 뺀 210g이 된다.

탑사이언스 과학학원(대구 수성구)