순도 100 %인 황산(\mathrm{H_2SO_4}, 분자량 98) … | 2024년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) 0.4 M

(2) 0.8 N

[해설]

황산의 화학식은 $\mathrm{H_2SO_4}$, 분자량은 98이다(H 1 × 2 + S 32 + O 16 × 4 = 98).

① 용질의 몰수

$n = \dfrac{9.8\ \mathrm{g}}{98\ \mathrm{g/mol}} = 0.1\ \mathrm{mol}$

② 몰농도 — 용액 1 L에 든 용질의 몰수다. 250 mL = 0.25 L 이므로

$M = \dfrac{0.1\ \mathrm{mol}}{0.25\ \mathrm{L}} = 0.4\ \mathrm{mol/L}$ → 0.4 M

③ 노르말농도 — 용액 1 L에 든 용질의 그램당량수로, 몰농도에 당량수를 곱해 얻는다. 황산은 한 분자가 $\mathrm{H^+}$를 2개 내놓는 2가 산이므로 당량수가 2 eq/mol 이다.

$N = 0.4\ \mathrm{mol/L} \times 2\ \mathrm{eq/mol} = 0.8\ \mathrm{eq/L}$ → 0.8 N

당량수는 산이면 내놓는 $\mathrm{H^+}$의 수, 염기면 내놓는 $\mathrm{OH^-}$의 수로 잡는다. 염산 $\mathrm{HCl}$이나 수산화나트륨 $\mathrm{NaOH}$처럼 1가면 1 M = 1 N 으로 두 농도가 같지만, 황산이나 수산화칼슘 $\mathrm{Ca(OH)_2}$처럼 2가면 노르말농도가 몰농도의 2배가 된다.

한편 발문의 물질이 일부 교재에 '황산수소'로 실려 있으나, 분자량 98과 2가 산이라는 조건은 황산 $\mathrm{H_2SO_4}$의 것이다. 황산수소이온 $\mathrm{HSO_4^-}$나 황산수소나트륨 $\mathrm{NaHSO_4}$와는 다른 물질이므로 황산으로 읽어야 한다.