화1 기체양론 단계별 접근 - 1단계
네 안녕하세요, 정보글 하나 더 들고 왔습니다.
오늘은 화학1의 기체양론 문제를 단계별로 접근해 보겠습니다
요즘 킬러배제 정책으로 기체양론이 생각보다 이전보다 까다로워지고 있어요.
그런데 원리만 알면 간단합니다.
기본적인 개념은 안다고 가정하고 설명합니다.
저는 화1을 선택했다가 지금 전환할 생각중이나, 여전히 화1을 고수하시는 분들을 위해 한번 끄적여 보고자 합니다.
아마 6단계까지 있을거에요.
Step 1. 물리량에 대한 이해 (밀도비=분자량비)
일단, 기체양론은 오로지, 물리량에 대한 분석입니다. 얘가 몇몰 있는지, 분자량이 얼마인지, 몇그램인지...
그래서 물리량을 자유자재로 다룰 수 있어야 해요.
대표적인 물리량에는
n = 분자 몰수
w = 질량
V = 부피
d = 밀도
M = 분자량
이 있습니다. 이거 말곤 없습니다.
밀도는 질량을 부피로 나눈 값(혹은 단위부피당 질량, 1L당 질량, 등등)
분자량은 1몰의 질량(1몰당 질량, 질량을 몰수로 나눈 값 등등)
그리고 여기서 가장 중요한게 분자량인데요,
분자량은 질량을 몰수로 나눈 값입니다. 근데 이렇게 외우면 안되고,
M = w/n
이렇게 외워야 합니다.
다시 말하면
엠(분자량)은 엔분의 따블유
입니다.
그리고 다르게 보자면,
n = w/M 인데요, 마찬가지로
엔(몰수)은 엠분의 따블유
입니다. 분자량, 질량, 몰수 중 두가지를 안다면 나머지 한 가지 값을 구할 수 있는거죠.
물론 여기까지는 다 아시는 내용이라 더 자세히 설명하진 않겠습니다.
그리고 가장 중요한 부분은, 같은 온도 압력 조건에서
1) 몰수와 부피는 비례합니다.
2) 분자량과 밀도는 비례합니다.
이 두가지를 명심하셔야 해요. (화1에서는 온도랑 압력이 일정합니다)
그렇기 때문에, 부피랑 몰수는 그냥 같다고 보시면 됩니다. (어차피 거의 비율로 처리하기 때문)
부피가 주어지면 그냥 몰수로 놓고 푸세요.
예를들어 이산화탄소가 5L 존재한다 = CO2 5몰이다 이렇게 놓고 푸셔도 무방하다는 겁니다.
(사실은 정확히 따지자면 섭씨0도 1기압에서 기체 1몰의 부피는 22.4L입니다.
1몰이 1리터려면... 온도가 영하 200도쯤 되거나 압력이 10기압이 넘어야 합니다. 근데 문제풀땐 정확한 부피를 묻지 않는다면 그냥 1리터는 1몰이라고 놓고 푸세요. 정신건강에 그게 훨씬 유익합니다.)
그리고 만약 밀도가 주어진다면, 분자량을 준 거구나! 하고 반응하셔야 합니다.
밀도가 주어졌다고 쫄거나 그러면 안됩니다.
그리고 또, 무조건 밀도비는 분자량비만 생각하면 안되구요,
기본적인 질량 나누기 부피도 생각하셔야 합니다. 때에따라 편한게 다르니까요.
그럼 문제 한번 풀어 보세요.
정답은....
분자량비는 구성원소의 분자량을 더하시면 됩니다. 실제 값은 30:40입니다.
부피비를 구할 때, "당신은 몰수를 줬는데 내가 부피를 어떻게 알아!"라고 생각하셨으면 반성하십시오.
물론, 정확한 부피를 구하려면 온도 압력과 그 당시 기체 1몰의 부피(아무튼 뭔가 추가자료)가 있어야 합니다.
근데 부피의 비율을 물었기 때문에, 몰수비와 같습니다.
총 원자수비는, 8원자*2몰=16, 7원자*3몰=21 이렇게 구하면 됩니다.
질량은 분자량 곱하기 몰수입니다. 분자량이 1몰의 질량이기 때문에,
1몰의 질량을 구하려면 그냥 분자량 쓰면 되고,
2몰의 질량을 구하려면 분자량에 2를 곱하면 되고,
x몰의 질량을 구하려면 분자량에 x를 곱하면 됩니다.
그래서 곱하면 1:2이고 실제값은 60:120입니다. (단위는 그램)
밀도비를 구하시는데 질량을 부피로 나눠서 풀었다면 반성하셔야 합니다.
아까 말씀드렸다시피 밀도비는 분자량비와 일치합니다.
바로 위에서 분자량비를 적어뒀는데 밀도를 다시 구한다면 시간낭비가 아닐 수 없겠죠.
(물론 그게 틀린 풀이는 아닙니다만 1분 1초가 아까운 상황에서 시간도 단축하고 계산실수도 줄이기 위해선 풀이를 간소화하는게 중요합니다)
그럼 열심히 연습하시고
다음 글에서 뵙겠습니다
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