중2 과학 석출량 문제 및 풀이

미지근한 물과 뜨거운 물에 설탕을 녹이면 잘 녹죠?? 근데, 미지근한 물과 뜨거운 물 두 곳에 녹는 설탕의 양이 같을까요? 이런 생각해 본적 있으세요?? 정답은 다르죠. 생활을 하면서 누구나 쉽게 따뜻한물에 잘 녹는다는 것 알고 있습니다. 얼마까지 녹을까? 이런 것 생각하지 않죠? 얼마까지 녹을까? 말고, 똑같은 물의 양이 온도가 다르다면 녹는 양은 같을까요? 대다수 사람들은 아니야~~ 라고 합니다. 왜? 이미 실천을 해 봤기 때문이죠^^

설탕녹이기 - 네이버 참조

용해도는 특정 온도에서 용매 100g에 용질이 최대한 녹을 수 있는 양을 말합니다. 여기서, 용매는 녹이는 물질, 용질은 녹는 물질, 용해는 녹는 현상, 용질과 용매를 합하여 용액이라고 하죠^^

예를 들면 '80도 물 100g일 때 A라는 물질의 용해도가 86이다.' 이 말의 뜻은 80도 물 100g에는 A라는 물질은 최대 86g까지 녹을 수 있다는 것이죠. 그리고 이런 상태를 포화용액이라고 합니다. 포화용액은 용질이 용매에 최대한 녹아 있는 상태를 말하죠. 반대로 불포화용액은 용질이 더 녹을 수 있는 용액입니다.

여기서, 많은 친구들이 하는 실수는 뭐가 있을까요? 바로 용매의 양이 달라지면 녹을 수 있는 용질은 양도 달라진다는 것, 생각 못하고 문제를 푸는 경우가 있습니다.

문제로 설명하도록 하겠습니다.

< 문제 1 >
물질 A를 60도 물 100g에 54g이 녹아 있다. 그러면 포화용액이 되려면 몇 g을 더 녹여야 할까요? (단, 60도에서 물질 A의 용해도는 110이다.)

< 풀이 >
60도에서 물질 A의 용해도가 110이라는 것은 60도 물 100g에 물질 A는 최대 110g까지 녹일 수 있다는 것.. 그럼 현재 녹아 있는 양이 54g이므로, 110 - 54 = 56g까지 더 녹일 수 있겠네요.

< 문제 2 >
80도에서 물질 B는 물 100g에 55g이 녹아 있다. 30도로 냉각하였을 때 석출량은?(단, 30도에서 용해도는 35이다.)

< 풀이 >
석출량은 현재 녹아 있는 양 - 냉각시킨 온도의 용해도로 구하면 됩니다. 현재 녹아 있는 양이 55g이고, 냉각시킨 온도의 용해도는 35이죠. 따라서 55 - 35 =20g이 석출량이 됩니다.

< 문제 3 >
50도일 때 물질 C 포화 수용액이 135g 이다. 이 용액을 10도 냉각시켰을 때 석출량은?(단, 50도일 때 용해도는 35, 10도일 때 용해도는 11이다.)

< 풀이 >
포화수용액은 용질이 용매에 가득 녹아 있는 용액이죠. 50도일 때 용해도가 35는 용매 100g에 물질 C가 35g까지 녹을 수 있다는 것이죠. 그러면 용매는 100g, 용질 35g이 되므로, 현재 녹아 있는 양이 35g이죠. 10도가 되었을 때 용해도는 11이므로, 석출량은 현재 녹아 있는 용질은 양 - 냉각시킨 온도의 용해도 이므로, 35 -11 = 24g이 석출됩니다.

< 문제 4 >
50도에서 물질 D의 포화수용액이 110g이다. 이 용액을 20도로 냉각시켰을 때 석출량은? (단,  50도일 때 용해도는 120, 20도일 때 용해도는 30이다.)

< 풀이 >
우선 포화수용액 110g에 들어 있는 용질은 양을 알아야 겠죠? 어떻게 구할까요? 비레식으로 구할 수 있습니다. 50도일 때 용해도가 120이면, 이 때 포화수용액은 (용매 + 용질) 하여 220g이 되죠. 즉, 220g에 녹아 있는 용질이 120이므로, 포화수용액 110g에 녹아 있는 용질은 양은 비레식으로 구하면 됩니다. 220 : 120 = 110 : Xg 이렇게 구하면 X는 60g이 됩니다. 따라서 현재 녹아 있는 양은 60g 이죠.
그리고 용매는 110 - 60 이므로, 50g이 되네요. 그럼 20도일 때 용해도는 용매 100g일 때 기준이죠. 용매가 50으로 줄어들면 녹는 양도 줄어들게 되죠? 어느만큼??? 용매가 감소한 양만큼, 용질도 감소합니다. 따라서 용매가 100에서 50으로 반 감소하면, 용질의 양도 반으로 감소하게 되죠. 따라서 30에서 15가 되는 것이죠.
그럼 석출량은 현재 녹아 있는 양이 60이고, 30도일 때 녹을 수 있는 양은 30이 아닌 15가 되죠(용매가 반으로 감소했기 때문에)
따라서 석출량은 60 - 15 = 45g이 됩니다.