몰질량 — 1 mol을 g으로 읽기

1몰은 입자 6.02 × 10²³개가 모인 묶음입니다. 그런데 이 묶음이 저울 위에서는 몇 g으로 보일까요? 입자 수와 질량을 잇는 단위가 몰질량입니다.

몰질량과 g/mol#

몰질량은 어떤 물질 1 mol의 질량입니다. 단위는 g/mol입니다. 핵심 식은 n = m / M, 여기서 m은 질량(g), n은 몰 수(mol), M은 몰질량(g/mol)입니다.

주기율표의 H 1.008, C 12.01, O 16.00 같은 수는 원자 하나의 상대적 무거움을 나타내는 비교 수, 즉 원자량입니다. 그런데 1 mol 묶음으로 올라오면 같은 수가 g/mol 단위를 입습니다. 탄소의 원자량이 약 12.01이면 탄소 원자 1 mol의 질량은 약 12.01 g입니다. 입자 세계의 비교 수가 저울 위의 g으로 내려오는 자리, 이것이 몰질량입니다.

원자량·분자량·화학식량·몰질량#

분자량은 분자를 이루는 원자량의 합입니다. 이온 결합 물질처럼 분자 하나로 떼어 말하기 어려운 경우는 화학식량이라고 부르며 계산법은 같습니다.

H₂O = 2×1.008 + 16.00 ≈ 18.02 CO₂ = 12.01 + 2×16.00 ≈ 44.01 NaCl = 22.99 + 35.45 ≈ 58.44

화학식량과 몰질량은 수치가 같지만 단위 유무가 다릅니다. 화학식량은 비교 수, 몰질량은 g/mol을 가진 실제 질량입니다.

질량과 몰 수를 오가는 식#

질량에서 몰 수로 갈 때는 질량을 몰질량으로 나누고, 그 반대는 곱합니다.

n = m / M m = n × M

물 36.0 g은 몇 mol일까요? 물의 몰질량을 18.0 g/mol로 두면 36.0 g ÷ 18.0 g/mol = 2.00 mol. 단위가 길을 알려 줍니다. g ÷ (g/mol)을 하면 g가 약분되고 mol이 남습니다.

g, mol, 입자 수 삼각 변환#

이전 글의 입자 수 변환과 오늘의 질량 변환을 이으면 삼각형이 생깁니다.

g ÷ M → mol mol × N_A → 개 개 ÷ N_A → mol mol × M → g

g에서 곧장 개로 뛰지 않고 가운데 mol을 거치면 단위가 한 단계씩 약분되어 실수가 줄어듭니다. 정량 화학의 많은 문제는 이 삼각형 위에서 길을 고르는 일이며, 어떤 단위에서 시작했고 어떤 단위로 가야 하는지를 먼저 확인하는 것이 출발점입니다. 1 mol이 항상 같은 g인 것은 아닙니다. 같은 입자 수일 뿐, g 값은 물질의 몰질량에 따라 달라집니다.