게시판 > 질답게시판 > 분광광도계로 비우렛 분석할때 농도 계산 하는방법좀 알려주세요!

스테파노 Stefano

13-06-05 11:51

(0) 농도 계산만 나타나면 "긴장 상태"로 되는 경우가 많은데 이전에 어떤 계략(?)에 말려들었기 때문일 것입니다.
이런일을 접하게 되면...마음을 가다듭고 추리소설에서 어떤사태가 일어나는지 정신을 집중하듯 차근차그 따라가보면 Plot(음모, 계략)를 알아낼 수 있습니다.

질문에서 몇 %인지 알아내라고 했는데 문제가 틀렸습니다. 몇 g/L 혹은 mg/L 등으로 나타내라고 해야 맞는 문제입니다. g/L 혹은 mg/L 등으로 알아낼 수는 있어도 %로는 정확히 알아낼 수 없습니다. 왜냐하면 희석된 용액의 밀도를 알려주지 않았기 때문이고 투입한 물질을 모두 질량으로 나타낸 것도 아니기 때문입니다.

(1) 농도
우선 농도가 어떻게 계산되는 가를 알아야 합니다. (기본적인 사항인데 이를 간과하면 다음단계로 나갈 수 없습니다.)

농도 C, g/l = 용질질량 W,g / 전체부피 V,ℓ .....(1) g/ℓ [=] ㎎/㎖ 농도의 단위는 필요시 환산해서 사용하면 됩니다.
C = W/V

(2) 용질의 양
농도를 알고 있는 용액을 일정량 취했을 때의 용질의 질량은 (1)식을 변형한 (1a)식으로 구하면 됩니다.

취한 용액부피중에 들어있는 (용질의 질량 W, g )=(용액농도 C, g/ℓ )*(용액부피 V,ℓ) ....(1a)

(3) 위의 식(1) 혹은 (1a)식을 사용하여 차근차근 풀어보세요.

<순수한 비우렛 800mg을 1,000ml의 물을 첨가하여 희석>
==> 농도 C, g/l= 800 mg/1000 mg = 0.8 g/l

<이 용액 2 ml (=V1)취하여 50ml 플라스크에 담음>
==> 용질의 양 W1= C*V1 = (0.8 g/l) * (2 ml) *[l/1000ml] = 0.0016 g

<이 용질을 다시 50 ml (=V)의 부피가 되도로 희석>
==> 희석후 농도, C1 g/l = W/V = 0.0016 g / 50 ml * [1000ml/l] =0.032 g/l

**참고** 위의 계산에서 사용한 [l/1000ml] 또는 [1000ml/l] 는 단위환산에 사용한 "단위환산계수"입니다. 형태야 어떻든 어느 것이나 절대값 [1]을 나타내기 때문에 필에 따라 곱하거나 나누어서 원하는 단위로 만들때 사용하면 됩니다.

(4) (이는 정밀 분석에서는 있을 수 없는 이야기이지만) 용액농도가 아주 묽어서 1l의 질량이 1000g이라고 가정하면
이를 질량농도로 고치기 위해 1 l = 1000 g으로 대체하여 질량농도를 알아보면

질량농도, w1 = 0.032 g/1000 g = 0.000 032 g/g = 0.0032 w%

(5)다른 농도에 대해서 각각 V2, V3, ..V6를 취하여 다시 희석후 부피 V가 되도록 했다면 위의 순서대로 질량농도 w2, w3, ..w6 각각 계산해서 결과를 올려놓아 주세요.

(0) 농도 계산만 나타나면 "긴장 상태"로 되는 경우가 많은데 이전에 어떤 계략(?)에 말려들었기 때문일 것입니다. 
이런일을 접하게 되면...마음을 가다듭고 추리소설에서 어떤사태가 일어나는지 정신을 집중하듯 차근차그 따라가보면 Plot(음모, 계략)를 알아낼 수 있습니다.

질문에서 몇 %인지 알아내라고 했는데 문제가 틀렸습니다.   몇 g/L 혹은 mg/L 등으로 나타내라고 해야 맞는 문제입니다.   g/L 혹은 mg/L 등으로 알아낼 수는 있어도 %로는 정확히 알아낼 수 없습니다.  왜냐하면 희석된 용액의 밀도를 알려주지 않았기 때문이고 투입한 물질을 모두 질량으로 나타낸 것도 아니기 때문입니다.

(1) 농도
우선 농도가 어떻게 계산되는 가를 알아야 합니다.  (기본적인 사항인데 이를 간과하면 다음단계로 나갈 수 없습니다.)

농도 C, g/l = 용질질량 W,g / 전체부피 V,ℓ .....(1)   g/ℓ [=] ㎎/㎖  농도의 단위는 필요시 환산해서 사용하면 됩니다.
 C = W/V

(2) 용질의 양
농도를 알고 있는 용액을 일정량 취했을 때의 용질의 질량은 (1)식을 변형한 (1a)식으로 구하면 됩니다.

취한 용액부피중에 들어있는 (용질의 질량 W, g )=(용액농도 C, g/ℓ )*(용액부피 V,ℓ) ....(1a)

(3) 위의 식(1) 혹은 (1a)식을 사용하여 차근차근 풀어보세요.

<순수한 비우렛 800mg을 1,000ml의 물을 첨가하여 희석>
==>  농도 C, g/l= 800 mg/1000 mg = 0.8 g/l

<이 용액 2 ml (=V1)취하여 50ml 플라스크에 담음> 
==>   용질의 양 W1= C*V1 = (0.8 g/l) * (2 ml) *[l/1000ml]  =  0.0016 g

<이 용질을 다시 50 ml (=V)의 부피가 되도로 희석>
==>   희석후 농도, C1 g/l   =  W/V = 0.0016 g / 50 ml * [1000ml/l] =0.032 g/l

**참고** 위의 계산에서 사용한 [l/1000ml]  또는 [1000ml/l] 는 단위환산에 사용한 "단위환산계수"입니다.  형태야 어떻든 어느 것이나 절대값 [1]을 나타내기 때문에 필에 따라 곱하거나 나누어서 원하는 단위로 만들때 사용하면 됩니다.

(4) (이는 정밀 분석에서는 있을 수 없는 이야기이지만) 용액농도가 아주 묽어서 1l의 질량이 1000g이라고 가정하면 
이를 질량농도로 고치기 위해 1 l = 1000 g으로 대체하여 질량농도를 알아보면

질량농도, w1 = 0.032 g/1000 g = 0.000 032 g/g  = 0.0032 w%

(5)다른 농도에 대해서 각각 V2, V3, ..V6를 취하여 다시 희석후 부피 V가 되도록 했다면 위의 순서대로 질량농도 w2, w3, ..w6 각각 계산해서 결과를 올려놓아 주세요.

조주형 chojuhyung

13-06-05 13:00

답변 감사합니다. 그런데 궁금한 내용이 있어서 질문좀 할께요..

1번 답변
<이 용액 2 ml (=V1)취하여 50ml 플라스크에 담음>
==> 용질의 양 W1= C*V1 = (0.8 g/l) * (2 ml) *[l/1000ml] = 0.0016 g
여기까지는 이해 되는데요..

2번 답변
아래 내용에 2ml를 50ml로 희석하는게 아닌데요..
<이 용질을 다시 50 ml (=V)의 부피가 되도로 희석>
==> 희석후 농도, C1 g/l = W/V = 0.0016 g / 50 ml * [1000ml/l] =0.032 g/l

2ml를 25ml로 희석 한 후 타르타르산칼륨나트륨 용액 10ml + 황산구리용액 10ml 첨가 후 남은 눈금까지 물로 채우는 과정인데..
2번 답변은 2ml를 50ml 부피로 바로 희석하셨으니.. 조금 잘못된것이 아닌가 궁금합니다..

답변 감사하며 조언 부탁드립니다.

스테파노 Stefano

13-06-05 16:52

이런것이 바로 트릭이라는 것입니다.

(a) 처음에 만든 용액은 분명 0.8 g/l의 용액을 만든 것이고..
(b) 이 용액 2 ml를 취하여 50ml 들이 병에 넣고
(c) 그리고 나서 25 ml로 ... 어쩌구 저쩌구...
(d) 다시 타타르산 적당히 넣고...
(e) 또 다시 10 ml 황산구리인지 멍텅구리인지 투입하고..
(f) 온도를 떨어뜨리고 나서 최종부피를 50 ml로 만든다...

위의 과정에서 Biuret의 양이 취해져서 희석되는 과정은 (b)와 (f)만에 의한 것이며 다른 주인공들의 몰락은 관심사가 아닙니다.

따라서 간단히 주인공 Biuret만의 일생에 해당하는 줄거리만 추리면...

<(a)과정에서 태어난 Biuret는 (b)과정에서 취해진 Biuret 0.0016 g이 (f)과정에서 최종적으로 50 ml로 되었다. > 로 대단원의 막이 내리고 있다고 요약됩니다.

처음에 만들어진 용액의 농도는 희석과정에서 2 ml가 50 ml로 25배 부피로 늘어낫기 때문에 농도는 1/25로 줄어들었습니다. 잘못된 계산이 아닙니다. 앞서 설명한 방법으로 계산해야 착오가 없습니다. 중간에 출현하는 25 ml 의 부피라든가 타타르산, 황산구리는 조연출에 불과하므로 너무 관심둘 필요가 없습니다.

(0.0016 g/l ) * (2 ml/50ml) = (0.032 g/l)

조주형 chojuhyung

13-06-05 18:42

아 넵... 이해가 되네요 ..^^ 고맙습니다..

그런데 한가지만 더 질문 드려도 괜찮을까요..?

37% 포름알데히드 6.5g을 500ml 용량 플라스크에 넣고, 이 플라스크를 물로 채운 다음 1:1000 비율로 희석하고 50ml 용량 플라스크 6개를 준비하여 0.2ml, 0.5ml, 1ml, 2ml, 5ml, 10ml 첨가하고 각각의 플라스크에 크로모트로프산 1ml + 황산 20ml를 첨가 후 상온으로 냉각시킨후 50ml 용량플라스크의 눈금까지 채운다면..

각각의 플라스크의 포름알데히드의 질량 (단위: ug)은 어떻게 되는가?

ㅜㅜ.. 부탁드릴게요..

조주형 chojuhyung

13-06-05 23:31

포름알데히드 제가 계산해봤는데 맞는지 좀 확인부탁해요 ..

6.5g * 0.37 = 2.4g

2.4g / 500ml = 0.0048g

여기서 1ml : 1000ml로 희석하면 1ml=0.0048g의 포름알데히드 질량을 갖으며

0.0048g / 1000ml = 0.0000048g

용량플라스크 0.2ml의 질량은

0.0000048 * 0.2ml = 0.96 ug

이 방법이 맞는건가요 ..?ㅜ

스테파노 Stefano

13-06-07 00:01

(1) 단순히 숫자놀음의 수식만 써두지 말고 무슨 작업을 하고 있는지 제목을 붙여두고 풀어보도록 하세요. 또 단위를 제대로 사용하도록 하세요. 질문에서 사용하고 있는 아래의 수식들은 단위가 전혀 맞지 않는 의미없는 계산수식들 입니다.

<2.4g / 500ml = 0.0048g >
<1ml=0.0048g>
<0.0048g / 1000ml = 0.0000048g >
<0.0000048 * 0.2ml = 0.96 ug >

단위가 없는 수식을 이해한다는 것은 마치 정신병자가 꾼 꿈을 해몽하는 일과도 같을 것입니다.
<용량플라스크 0.2ml의 질량은 >...플라스크의 질량은 초자 Maker에 물어봐야 합니다. 대신 프라스크에 담는 양을 알아봐야 합니다.

(2) <37% 포름알데히드 6.5g을 500ml 용량 플라스크에 넣고, 이 플라스크를 물로 채운 다음 1:1000 비율로 희석하고..>이부분은 명확하지 않은 내용이 포함되어있습니다

500ml 용량프라스크에 물을 채웠다면 (6.5 g *0.37)/500ml = 0.004 81 g/ml 가 되는데 이를 희석하려면 다른 용기를 준비해야 했는데 이부분 설명이 빠져 있습니다. 이의 일부를 취하여 1/1000로 희석했다면 0.000 004 81 g/ml or 0.004 81 g/l
가 되는데 과연 그런지 불명확합니다.

(3) 단위가 틀리지 않도록 주의하여 다음 작업 순서로 수식을 정리해서 답글로 올려보세요.
*1. 37w% HCHO 6.5 g 속에 들어있는 순수 HCHO 질량:
*2. 위 *1에서 취한 HCHO를 500ml 용량프라스크에 용해시 농도:
*3. 위 *2의 농도를 1/1000로 희석후 HCHO 농도:
*4. 위 *3의 용액 0.2ml를 취했을 때 용질 HCHO의 질량:
*5. 위 *4에서 취한 용질을 다시 50ml 물에 용해시켰을 때의 최종 농도:
*6. 위의 농도를 μg/ml 혹은 μg/l 단위로 환산하면:

조주형 chojuhyung

13-06-11 01:10

*1. 37w% HCHO 6.5 g 속에 들어있는 순수 HCHO 질량:
0.37 * 6.5g = 2.405g

*2. 위 *1에서 취한 HCHO를 500ml 용량프라스크에 용해시 농도:
2.405g / 500ml = 0.00481 g/ml

*3. 위 *2의 농도를 1/1000로 희석후 HCHO 농도:
0.00481g/ml * 1ml = 0.00481g
0.00481g / 1000ml= 0.000 004 81 g/ml = 4.8 ug/ml

*4. 위 *3의 용액 0.2ml를 취했을 때 용질 HCHO의 질량:
4.8ug/ml * 0.2ml = 0.962 ug

*5. 위 *4에서 취한 용질을 다시 50ml 물에 용해시켰을 때의 최종 농도:
50ml 용량 플라스크에 물을 채워도 HCHO의 질량은 0.962 ug이 되는게 아닌가요?

*6. 위의 농도를 μg/ml 혹은 μg/l 단위로 환산하면: