게시판 > 질답게시판 > 일반 화학 기초질문이예요

스테파노 Stefano

07-11-16 20:50

(1) 질량불변의 법칙은 있지만 부피불변의 법칙은 없습니다.
콩 한되와 좁쌀 한되를 섞으면 콩좁쌀 2되가 되지 않습니다.
콩과 콩의 사이의 공간에 좁쌀이 끼어들어가기 때문입니다.

따라서 <1번> 질문에대한 답은 No.입니다.

(2) 부피로 시료를 취하는 경우
실험시 부피로 계산하는 것은 오차가 많이 들어갈 요소가 있습니다. 그 부피내에 존재하는 용질과 용제의 양을 정확히 알고 있는 경우 일정 부피를 취함으로써 용질의 일정량을 취할 수 있지만 용제의 양도 정확히 알아야 하는 경우에는 질량농도를 사용하고 또 시료를 질량으로 취해야 정확한 량을 취할 수 있습니다.

(3) 정유공장에서는..
많은 경우 부피불변의 법칙이 유지된다고 보고 계산하는 경우가 많습니다.

예를 들어 가솔린 100 L에 디젤 100L를 섞으면 Light Diesel 200L를 얻을 수 있다....이런식입니다.
주유소에서 기름을 주유할 때 부피단위로 넣는데 기름의 온도가 달라지면 밀도가 달라져서 부피도 달라질 수 있습니다.
그러나 이것은 편의상 그리하는 것이지 아주 많는 량의 기름을 팔거나 수송하는 경우 온도에 따라서도 달라질 수 있기 때문에 기준온도로 보정한 부피로 환산하여주기 위하여 온도보정기(Temperature Compensator)를 사용합니다.

온도보정기는 온도에 따라 밀도가 변화되는 것을 감안하여 기준온도의 밀도로 환산해주기 위한 Factor를 적용하는 것입니다. 환산계수는 다음과 같이 정의 됩니다.

(기준온도에서의 부피)=(온도보정계수)*(사용온도에서의 부피)................(1)

(4) <2번> "부피계산시 부피는 크기성질로써 더할수록 커지고 빼면 작아지는데요.(물질의 양에관계).."
이것은 반드시 그렇지 않습니다.

부피를 취하여 더했을 때 부피가 오히려 줄어드는 경우가 있습니다.
예를 들어 소금12 g (부피 5.548cc)에 물 88g (부피 88cc)를 섞으면 12% 소금물 100 g(부피 92.28cc)이 얻어지는데 이를 검토해 보면 부피로 계산하면 부피가 맞지 않습니다.

소금 5.548 cc(=12g) + 물 88cc(=88g) = 소금물 92.28cc (=100g) .........(2)

부피만 계산해보면 5.548 cc + 88 cc = 93.548 cc..................................(3)

위의 (2)식은 실제로 12% 소금물을 만들었을 때 나타나는 부피이고 (3)식은 부피만 고려해서 수식을 써본 것입니다.
부피만으로 따져 보면 93.548 cc가 되어야 하나 실제로 92.28 cc가 되었습니다.

이런현상은 이온이 생성되는 경우에 대체로 나타나는 현상입니다. 위의 예에서는
소금이 물에 용해되면 음이온 양이온이 생성되고 이것들의 인력에 의해 분자간의 거리가 가까워지고 이로인해서 밀도가 증가하게 되어 부피는 오히려 줄어들게 된 것입니다.

(5) 전연 반응이 없다고 하여도
콩과 좁쌀과 같이 작은 입자가 큰 입자사이에 끼어들어가는 현상이 나타나면 부피는 맞지 않으며 Bulk Volume이 아니고 Solid 부피로 계산한 소금물에서도 맞지 않습니다.

따라서 일반적으로 "부피 불변의 법칙은 없다"로 간주하는 것이 옳습니다.

(6) 물엿과 물의 혼합시와 같은 경우
이런 경우에는 성분 부피의 합이 용액의 부피와 아주 거의 유사합니다. 이런 경우가 아니면 부피 단위를 사용하지 마세요.

(1) 질량불변의 법칙은 있지만 부피불변의 법칙은 없습니다. 
콩 한되와 좁쌀 한되를 섞으면 콩좁쌀 2되가 되지 않습니다. 
콩과 콩의 사이의 공간에 좁쌀이 끼어들어가기 때문입니다.

따라서 <1번> 질문에대한 답은 No.입니다.

(2) 부피로 시료를 취하는 경우
실험시 부피로 계산하는 것은 오차가 많이 들어갈 요소가 있습니다.  그 부피내에 존재하는 용질과 용제의 양을 정확히 알고 있는 경우 일정 부피를 취함으로써 용질의 일정량을 취할 수 있지만 용제의 양도 정확히 알아야 하는 경우에는 질량농도를 사용하고 또 시료를 질량으로 취해야 정확한 량을 취할 수 있습니다.

(3) 정유공장에서는.. 
많은 경우 부피불변의 법칙이 유지된다고 보고 계산하는 경우가 많습니다.

예를 들어 가솔린 100 L에 디젤 100L를 섞으면 Light Diesel 200L를 얻을 수 있다....이런식입니다. 
주유소에서 기름을 주유할 때 부피단위로 넣는데 기름의 온도가 달라지면 밀도가 달라져서 부피도 달라질 수 있습니다.
그러나 이것은 편의상 그리하는 것이지 아주 많는 량의 기름을 팔거나 수송하는 경우 온도에 따라서도 달라질 수 있기 때문에 기준온도로 보정한 부피로 환산하여주기 위하여 온도보정기(Temperature Compensator)를 사용합니다.

온도보정기는 온도에 따라 밀도가 변화되는 것을 감안하여 기준온도의 밀도로 환산해주기 위한 Factor를 적용하는 것입니다.   환산계수는 다음과 같이 정의 됩니다.

(기준온도에서의 부피)=(온도보정계수)*(사용온도에서의 부피)................(1)

(4) <2번> "부피계산시 부피는 크기성질로써 더할수록 커지고 빼면 작아지는데요.(물질의 양에관계).."
이것은 반드시 그렇지 않습니다.

부피를 취하여 더했을 때 부피가 오히려 줄어드는 경우가 있습니다. 
예를 들어 소금12 g (부피 5.548cc)에 물 88g (부피 88cc)를 섞으면 12% 소금물 100 g(부피 92.28cc)이 얻어지는데 이를 검토해 보면 부피로 계산하면 부피가 맞지 않습니다.

소금 5.548 cc(=12g) +  물 88cc(=88g) = 소금물 92.28cc (=100g) .........(2)

부피만 계산해보면  5.548 cc + 88 cc = 93.548 cc..................................(3)

위의 (2)식은 실제로 12% 소금물을 만들었을 때 나타나는 부피이고 (3)식은 부피만 고려해서 수식을 써본 것입니다.
부피만으로 따져 보면 93.548 cc가 되어야 하나 실제로 92.28 cc가 되었습니다.

이런현상은 이온이 생성되는 경우에 대체로 나타나는 현상입니다.  위의 예에서는  
소금이 물에 용해되면 음이온 양이온이 생성되고 이것들의 인력에 의해 분자간의 거리가 가까워지고 이로인해서 밀도가 증가하게 되어 부피는 오히려 줄어들게 된 것입니다.

(5) 전연 반응이 없다고 하여도 
콩과 좁쌀과 같이 작은 입자가 큰 입자사이에 끼어들어가는 현상이 나타나면 부피는 맞지 않으며 Bulk Volume이 아니고 Solid 부피로 계산한 소금물에서도 맞지 않습니다.

따라서 일반적으로 "부피 불변의 법칙은 없다"로 간주하는 것이 옳습니다.

(6) 물엿과 물의 혼합시와 같은 경우
이런 경우에는 성분 부피의 합이 용액의 부피와 아주 거의 유사합니다.   이런 경우가 아니면 부피 단위를 사용하지 마세요.

김재현

07-11-22 02:10

감사합니다.
정말 자세한 답변이네요~~