용매, 용질, 용액
용매
용질을 녹여 용액을 만드는 물질로 고체와 액체의 혼합물에서는 액체가 용매이고, 액체와 액체가 섞여 있는 혼합물에서는 양이 더 많은 액체가 용매이다.
용질
용매에 용해해 용액을 만드는 물질로, 고체, 액체, 기체 모두 용 질이 될 수 있는데 물에 이산화 소가 녹아 있는 탄산음료와 물에 소금이 녹아 있는 소금물에서 용질은 각각 이산화탄소와 소금이다.
용액
두 가지 이상의 물질이 고르게 섞여 있는 혼합물로 물질의 상태와 관계없이 서로 다른 물질이 균일하게 섞여 있으면 용액이 라고 할 수 있으나, 일반적으로는 기체, 액체, 고체 상태의 용질이 액체 상태의 용매에 녹아 있는 혼합물을 말한다.
용해
소금이 물에 녹아 소금물이 되는 것처럼 용질이 용매에 고르게 섞여 용액이 만들어지는 현상을 용해라고 하는데 이러한 용해 현상이 일어나기 위해서는 용질과 용매 입자 사이의 인력이 용질 입자들 사이에 작용하는 인력이나 용매 입자들 사이에 작용하는 인력 보다 커야 한다. 예를 들어 소금(NaCl)은 나트륨 이온(Na + )과 염화 이온(Cl - )이 정전기적인 인력에 의해 결합하여 있으므로, 소금이 물에 용해되기 위해서는 물 분자와 이온 사이의 인력이 이온들 사이의 인력보다 커야 한다. 소금을 물에 넣으면 물 분자와 이온 사이에 작용하는 인력에 의해 소금 결정에서 나트륨 이온과 염화 이온이 떨어져 나오고, 떨어져 나온 나트륨 이온과 염화 이온은 물 분자에 둘러 싸여 물속에 고르게 섞인다.
용해도
어떤 온도에서 용매 100 g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 g 수를 용해도라고 한다. 대부분의 고체 물질은 온도가 높아질수록 용해도가 증가한다. 하지만 황산 세륨과 같이 온도가 높아질수록 용해 도가 감소하는 예외적인 물질도 있다. 용해도 곡선은 온도에 따른 용해도의 변화를 나타낸 것이다.
주어진 용해도 곡선에서 기울기가 가장 큰 질산 칼륨은 온도에 따른 용해도의 변화가 가장 큰 물질이고, 기울기가 가장 작은 염화 나트륨은 온도에 따른 용해도의 변화가 가장 작은 물질이다.
퍼센트 농도
용액 100 g 속에 녹아 있는 용질의 g 수를 퍼센트 농도라고 하며, 단위는 %를 쓰며 퍼센트 농도는 용액의 진하기를 나타내는 방법의 하나로, 일상생활에서 가장 많이 사용하는 농도이다.
비중
어떤 물질의 질량과 그 물질과 같은 부피를 가진 표준 물질의 질량과의 비를 비중이라고 하며 일반적으로 액체와 고체의 경우 4 ℃, 1 기압의 물을 표준 물질로 하고, 기체의 경우 0 ℃, 1 기압의 공기를 표준 물질로 한다. 비중은 밀도와 비슷한 개념이지만, 밀도와 달리 단위를 나타내지 않는다.
용액과 용액이 아닌 것
용액은 두 가지 이상의 물질이 균일하게 섞인 혼합물로 용액은 용매에 용질이 골고루 퍼져 있으므로 어느 부분을 취 해도 성질이 같다. 또 오래 두어도 가라앉거나 떠 있는 것이 없으며, 거름종이로 걸러도 걸러지는 것이 없다. 우유는 균일한 혼합물처럼 보이지만 단백질이나 지방과 같이 비교적 큰 입자가 물에 퍼져 있으므로 용액이 아니다. 또 주스 중 인공 향을 넣어 만든 것은 뜨거나 가라앉는 물질이 없으므로 용액이고, 과일을 생으로 갈거나 즙을 내어 만든 주스는 가만히 두었을 때 층이 분리되어 뜨거나 가라앉는 것이 생기므로 용액이 아니다.
물질의 상태에 따른 용매와 용질
용액에는 설탕물이나 소금물과 같은 액체 상태만 있는 것이 아니라 고체 상태나 기체 상태도 있다. 예를 들어 한 가지 금속 에 다른 금속이나 비금속을 섞어 만든 합금은 고체 상태의 용액이고, 질소와 산소 등 여러 가지 기체가 섞여 있는 공기는 기체 상태의 용액이다. 즉, 물질이 고르게 섞여 있는 혼합물이면 물질의 상태와 관계없이 모두 용액으로 보통 용액에서 녹는 물질을 용질, 녹이는 물질을 용매라고 하는데, 반드시 이렇게 구분하는 것은 아니다. 액체 상태와 고 체 상태의 물질이 섞여 있는 용액이나 액체 상태와 기체 상태의 물질이 섞여 있는 용액의 경우에는 액체 상태의 물질을 용 매, 고체나 기체 상태의 물질을 용질이라고 한다. 한편 액체 상 태와 액체 상태의 물질이 섞여 있는 용액이나 기체 상태와 기체 상태의 물질이 섞여 있는 용액의 경우에는 양이 많은 물질 을 용매, 양이 적은 물질을 용질이라고 한다.
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