몰과 화학량론: 학습 가이드

핵심 개념

몰은 저울로 잰 질량을 입자 수와 연결한다. 화학량론은 균형 잡힌 반응식의 계수를 이용해 반응물과 생성물의 양을 서로 환산한다.

• 몰수는 질량을 몰 질량으로 나눈 값이다. n = m ÷ M. 1 mol에는 6.022 × 10²³개의 입자가 있다.
• 먼저 반응식의 균형을 맞춘다. 계수는 몰의 비를 주며 그램의 비가 아니다.
• 한계 반응물은 먼저 소진되는 물질이다. 각 반응물을 몰로 바꾸어 계수로 나누면 가장 작은 값이 반응을 제한한다.
• 수득률은 실제로 얻은 양을 한계 반응물에서 계산한 이론상 최대량과 비교한 것이다.

핵심 식

• n = m ÷ M
• N = n × 6.022 × 10²³
• percent yield = actual ÷ theoretical × 100
• mass % = mass of part ÷ total mass × 100

풀이 예제

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O에서 H₂ 4.0 g과 O₂ 40.0 g을 섞는다. n(H₂) = 4.0 ÷ 2.016 = 1.98 mol, n(O₂) = 40.0 ÷ 32.00 = 1.25 mol. H₂에 필요한 O₂는 0.99 mol이고 1.25 mol이 있으므로 H₂가 한계이다. 생기는 물: 1.98 mol × 18.02 g/mol = 35.7 g. 30.0 g을 얻었다면 수득률은 30.0 ÷ 35.7 = 84 %이다.

자주 하는 실수

• 반응식의 몰비에 그램을 그대로 쓰는 것.
• 계수를 비교하기 전에 반응식의 균형을 맞추지 않는 것.
• 질량이 작은 반응물을 한계로 고르고, 계수당 몰수가 작은 쪽을 고르지 않는 것.

연습

이 주제의 연습 문제로 실력을 확인해 보세요: 몰과 화학량론