탄산나트륨(Na2CO3)의 몰 질량과 이 화합물의 주요 예를 알아보세요.

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일반적으로 소다회로 알려진 탄산나트륨은 전 세계에서 쉽게 발견됩니다. 제조에서부터 식품, 의약품에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다. 이 화합물을 세척 소다로 접했을 수도 있습니다. 베이킹 소다라고도 알려진 중탄산나트륨과 혼동하지 마십시오. 두 화학물질은 유사하지만 동일하지는 않습니다. 탄산나트륨은 전 세계적으로 매장되어 있으며 미국 그린리버(Green River) 지역에 가장 큰 매장지가 있습니다. 이 기사에서 우리는 탄산칼슘의 몰 질량을 발견하고, 원자 구조를 자세히 살펴보고, 이 화합물이 어떻게 수집되고 사용되는지 알아볼 것입니다.

©Kittisak Kaewchalun/iStock(게티 이미지 경유)

탄산나트륨은 순수한 물질로 정의되는 화합물입니다. 순수한 물질은 균일한 조성을 갖지 않는 혼합물과 달리 전체적으로 동일한 정확한 화학적 조성을 갖습니다. 순수 물질에는 공기나 주스가 아닌 이산화탄소, 산소, 순수한 물 등이 포함됩니다. 순수한 물질은 가장 작은 입자까지 완전히 동일한 것으로 구성됩니다. 원소의 가장 작은 입자는 원자이고, 화합물의 가장 작은 입자는 분자입니다. 순수 물질에는 정의된 모든 화합물과 주기율표의 각 원소가 포함됩니다. 각각의 순수 물질은 물질의 물리적, 화학적 특성에 영향을 미치는 특별히 정의된 몰 질량을 가지고 있습니다. 탄산나트륨의 몰 질량은 1몰당 105.99g입니다.

몰 질량이라는 용어는 실제로 무엇을 의미합니까? 순물질의 몰질량은 그 물질 1몰의 질량을 그램으로 표현한 것으로 정의됩니다. 몰 질량은 화학에서 자주 사용됩니다.

몰 질량은 특정 개수의 사물을 나타내는 과학 단위인 두더지를 기반으로 합니다. 두더지를 사용하여 모든 유형의 물체를 측정할 수 있지만 화학에서 두더지는 일반적으로 특정 수의 원자 또는 분자를 측정합니다. 아보가드로 수 또는 아보가드로 상수로 알려진 이 숫자는 대략 6.022 × 1023 단위와 같습니다. 이탈리아 과학자 아마데오 아보가드로(Amadeo Avogadro)의 이름을 딴 이 상수는 매번 같은 양이며 화학과 세상이 어떻게 작동하는지 이해하는 데 필수적입니다.

원소나 화합물의 원자 질량을 사용하여 몰 질량을 결정할 수 있습니다. 먼저, 주기율표에 있는 원소의 원자 질량을 구하세요. 일반적으로 화학 기호 바로 아래 또는 왼쪽에 나열됩니다. 원자 질량을 찾을 수 있는 곳을 결정하려면 테이블에 있는 열쇠를 보십시오.

모든 원소의 원자 질량은 해당 원소에 대해 알려진 모든 동위원소를 고려하고 자연에서 발견되는 비율에 따라 그 값을 가중하여 과학적으로 측정됩니다. 이 가중 평균은 해당 원소의 원자 질량과 같습니다. 일부 요소에는 동위원소가 하나만 있고 다른 요소에는 동위원소가 많습니다.

동위원소의 모든 개별 양성자 또는 중성자는 1원자 질량 단위의 값을 갖습니다. 원소의 각 동위원소에는 원소의 원자 번호와 동일한 양성자 수가 고정되어 있습니다. 각 원소의 동위원소에 포함된 중성자 수는 다양합니다. 한편, 전자는 너무 작아서 전자가 아무리 많아도 그 질량을 무시할 수 있습니다. 따라서 모든 동위원소의 원자 질량은 해당 동위원소의 양성자 수에 중성자 수를 더한 것과 같습니다.

동위원소와 그 원자 질량을 측정하는 방법을 더 잘 이해하는 데 도움이 되도록 탄소를 예로 들 수 있습니다. 주기율표에서 원자 번호 6인 탄소에는 탄소-12, 탄소-13, 탄소-14의 세 가지 동위원소가 있습니다. 각 동위원소에는 정확히 6개의 양성자가 있습니다. 탄소-12 동위원소에는 6개의 중성자가 있습니다. 따라서 원자질량은 12이다. 탄소-13은 7개의 중성자를 갖고 있어 원자질량은 13이 된다. 한편, 유기물질 연대측정에 사용되는 방사성탄소 동위원소인 탄소-14는 8개의 중성자를 갖고 있다. 그러면 원자 질량은 14가 됩니다.

이 세 숫자의 평균을 취하면 13이 됩니다. 그러나 탄소의 계산된 원자 질량인 12.011 원자 질량 단위는 13보다 12에 훨씬 더 가깝습니다. 자연의 탄소-14. 따라서 과학자들이 자연에 존재하는 이러한 동위원소의 비율을 고려할 때 원자 질량은 탄소-12 쪽으로 크게 기울어집니다.