고2·3 화학Ⅱ의 「용액」 단원은 용액의 농도를 몰농도와 몰랄농도로 나타내는 방법, 그리고 용질이 녹으면 용액의 성질이 어떻게 달라지는지를 다룹니다. 증기 압력 내림, 끓는점 오름, 삼투압처럼 용질 입자의 양에 따라 정해지는 성질이 중심입니다. 아래 20문항으로는 농도 계산이 정확한지, 입자 수를 따져 크기를 비교하는지, 삼투에서 물이 움직이는 방향을 바르게 읽는지를 확인합니다.
📝 용액 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
농도를 나타내는 방법이 둘이고, 용액의 성질도 따로 나오는 단원입니다. 스무 문항이 한 장에 섞여 있으면 이름부터 헷갈리기 쉽습니다. 저는 그 헷갈림을 감추지 말고 드러내 보는 쪽이 낫다고 봅니다.
풀기 전에 문제를 소리 내어 한 번 읽어 보게 하십시오. 무엇이 주어졌고 무엇을 구하라는 건지 아이 입으로 말해 보는 겁니다. 글을 읽고도 무슨 말인지 모르면 식을 세울 수 없습니다. 이건 계산 실력과는 따로 노는 문제입니다.
몰농도와 몰랄농도가 어떻게 다른지는 채점한 뒤에 자기 말로 설명해 보게 하세요. 막힌다고 바로 답을 말해 주지는 마십시오. 정답·해설은 그 설명을 마친 다음에 펼치면 됩니다.
— 수학의 신호 원장
시험지에서 뽑아 본 문제
다음 농도 중 온도가 변해도 값이 변하지 않는 것은? ① 몰 농도(M) ② 몰랄 농도(m) ③ 부피 퍼센트 농도 ④ ppm(부피 기준)정답 · ② 몰랄 농도(m) — 몰랄 농도는 용매의 질량(kg)당 용질의 양(mol)으로 질량과 몰수만 사용하므로 온도에 따라 변하지 않는다. 몰 농도는 용액의 부피가 온도에 따라 변하므로 값도 변한다.
27 °C에서 0.20 M 포도당 수용액의 삼투압(atm)을 구하시오. (단, 기체 상수 R = 0.082 atm·L/(mol·K)이고, 27 °C는 300 K로 계산한다.)정답 · 4.92 atm — 포도당은 비전해질이므로 반트호프 식 π = CRT를 그대로 쓴다. π = 0.20 mol/L × 0.082 atm·L/(mol·K) × 300 K = 4.92 atm이다.
비전해질 X 6.0 g을 물에 녹여 부피를 500 mL로 만든 수용액의 27 °C에서의 삼투압이 2.46 atm이다. X의 분자량(g/mol)은? (R = 0.082 atm·L/(mol·K), 단위 포함)정답 · 120 g/mol — π = CRT에서 C = 2.46/(0.082 × 300) = 0.10 mol/L이므로 용질은 0.10 mol/L × 0.5 L = 0.05 mol이다. 분자량 = 6.0 g/0.05 mol = 120 g/mol이다
밀도가 1.1 g/mL인 18 % 포도당(분자량 180) 수용액에 대한 〈보기〉 중 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? 〈보기〉 ㄱ. 용액 100 g에는 포도당 0.10 mol이 들어 있다. ㄴ. 몰 농도는 약 1.1 M이다. ㄷ. 몰랄 농도는 1.0 m이다. ① ㄱ ② ㄱ, ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ정답 · ② ㄱ, ㄴ — 용액 100 g 속 포도당은 18 g = 0.10 mol이고, 부피는 100/1.1 ≈ 90.9 mL이므로 몰 농도는 0.10/0.0909 ≈ 1.1 M이다. 용매 물은 82 g이므로 몰랄 농도는 0.10/0.082
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
「용액」 단원에서 배우는 내용
먼저 농도입니다. 몰농도는 용액 1 L 속 용질의 몰수이고, 몰랄농도는 용매 1 kg 속 용질의 몰수입니다. 질량을 분자량으로 나누어 몰수를 구하는 과정은 같지만, 나누는 대상이 용액의 부피인지 용매의 질량인지가 다릅니다. 밀도가 주어지면 용액 1 L의 질량에서 용질의 질량을 빼서 용매의 질량을 구하고, 이를 통해 두 농도를 오갑니다.
농도 다음에는 묽은 용액의 성질이 이어집니다. 비휘발성 용질이 녹으면 증기 압력이 순수한 용매보다 낮아지고, 끓는점 오름은 ΔTb = Kb × m으로 구합니다. 삼투압은 용질 입자의 총 몰농도에 비례합니다. 그래서 몰랄농도 계산과 입자 수 계산이 뒤에 나오는 성질을 모두 받치는 바탕이 됩니다.
용액 단원에서 헷갈리는 곳
몰농도와 몰랄농도의 분모 몰농도는 용액의 부피, 몰랄농도는 용매의 질량으로 나눕니다. 1.0 M 포도당 수용액(밀도 1.08 g/mL)이 약 1.11 m가 되는 이유도 이 차이 때문입니다.
전해질의 입자 수 NaCl은 0.10 M이어도 입자는 0.20 M이고, CaCl₂ 0.08 M은 0.24 M입니다. 표시된 농도가 작아도 삼투압이 더 클 수 있습니다.
삼투에서 물의 이동 방향 물은 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하고, 수면은 높은 쪽이 올라갑니다. 농도 숫자를 읽고도 방향을 반대로 고르는 실수가 잦습니다.
용액 단원, 집에서 공부하는 순서
처음에는 용질의 질량을 분자량으로 나누어 몰수를 구하는 계산만 따로 연습합니다. 그다음 같은 용질로 몰농도와 몰랄농도를 모두 구하고, 밀도가 주어진 문항에서는 용매의 질량을 구하는 단계를 식으로 적어 보십시오. 하루 15분 안팎으로 몇 문항씩 반복하면 충분합니다.
농도 계산이 익숙해지면 ΔTb를 구한 뒤 100 ℃에 더해 끓는점으로 쓰는 연습을 합니다. 마지막으로 삼투압 비교는 각 용액의 입자 총 농도를 먼저 적고 크기를 매긴 다음, 물이 이동하는 방향을 말로 설명해 보십시오. 하루 20분씩 나누어 하면 됩니다.