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화학식과 화학량론: 학습 가이드

핵심 개념

정량적 유기 화학은 각 계열의 일반식과 몰 질량·연소 계산을 결합한다. 일반식은 계열이 가진 수소의 수를 알려 주고, 균형 잡힌 반응식은 산소가 얼마나 필요한지를 알려 준다.

  • 파이 결합이나 고리 하나마다 수소가 두 개씩 줄어든다. 알케인 CₙH₂ₙ₊₂, 알켄과 사이클로알케인 CₙH₂ₙ, 알카인 CₙH₂ₙ₋₂, 포화 알코올 CₙH₂ₙ₊₂O이다.
  • 몰 질량은 원자량의 합이며 원소의 질량 백분율은 식 속에서 그 원소의 전체 질량을 몰 질량으로 나눈 값이다.
  • CₓH_y의 완전 연소에는 O₂ x + y ÷ 4 mol이 필요하고 CO₂ x mol과 H₂O y ÷ 2 mol이 생긴다.
  • 균형 잡힌 반응식은 양쪽의 각 원소를 세어 확인하고 분수 계수가 나오면 2를 곱한다.

핵심 식

  • alkane CₙH₂ₙ₊₂
  • alkene CₙH₂ₙ
  • alkyne CₙH₂ₙ₋₂
  • CₓH_y + (x + y ÷ 4) O₂ → x CO₂ + (y ÷ 2) H₂O
  • % C = 12.01 x ÷ M × 100

풀이 예제

뷰테인 C₄H₁₀: M = 4 × 12.01 + 10 × 1.008 = 58.12 g/mol이고 탄소 함량은 48.04 ÷ 58.12 = 82.7 %이다. 연소에는 1 mol당 O₂ 4 + 10 ÷ 4 = 6.5 mol이 필요하며 CO₂ 4와 H₂O 5가 생긴다. 분수를 없애려 2배 하면 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O이다.

자주 하는 실수

  • 분자 속 산소가 연소에 필요한 O₂를 줄인다는 것을 잊는 것.
  • 질량 백분율을 구할 때 원자량이 아니라 원자의 개수를 쓰는 것.
  • 최종 균형 반응식에 정수가 아닌 계수를 남기는 것.

연습

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