농도

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붉은색 염료의 농도를 달리한 물잔들. 왼쪽으로 갈수록 농도가 묽고, 오른쪽으로 갈수록 농도가 진하다.

농도(濃度, concentration)란 액체혼합기체와 같은 용액을 구성하는 성분의 양(量)의 정도를 말한다. 용액이 얼마나 진하고 묽은지를 수치적으로 나타내는 방법이다.

일정 질량이나 부피 등에 대해 해당 성분이 얼마나 많이 포함되어 있는지를 나타내 주는 값으로, 여러 가지 계산법이 있으나 다음과 같은 것이 가장 많이 쓰인다.

  • 질량백분율(weight percent) : 주로 퍼센트농도라고 표현한다. 용액 100g 속에 녹아 있는 용질의 그램(g)수로서 %로 나타낸다. 물 95g에 소금 5g을 녹인 용액은, 용액 100g에 소금 5g이 녹아 있으므로 5%의 소금수용액이 된다.
  • 몰농도(molarity) : 용액 1ℓ 속에 녹아 있는 용질의 수를 말하며, M 또는 몰/ℓ로 나타낸다. (mol)은 원자나 분자 약 6.022 \times 10^{23}개를 한 묶음으로 보는, 하나의 단위이다. 설탕분자 약 3.011 \times 10^{23}개를 물에 녹여 1ℓ의 용액을 만들었다면, 0.5몰의 설탕이 1ℓ의 용액에 녹아 있는 것이므로 0.5몰농도(M, 몰/ℓ)의 설탕수용액이 된다. 몰농도는 화학실험에서 가장 흔하게 쓰이는 농도 계산법이다.
  • 몰랄농도(molality) : 용매 1000g 속에 녹아 있는 용질의 몰수를 말하며, m으로 표시한다. 주로 라울의 법칙이나 삼투압 측정 등에 이용된다. 용액의 질량이 아닌 용매만의 질량을 고려하는 농도 계산법이며, 부피가 아닌 질량을 이용해 계산하는 값이기 때문에 온도압력에 의한 영향을 받지 않는다는 장점이 있다. 2kg에 염화수소 0.01을 넣었다면 0.005몰랄농도(m)의 염산이 만들어진다.
  • 노르말농도(normality) : 용액 1ℓ 속에 녹아 있는 용질의 그램(g)당량수로 나타내며, N으로 표시한다.
  • 부피백분율(volume percent) : 용액 100mℓ 속에 녹아 있는 용질의 mℓ수로 용질의 부피백분율을 나타낸다. 단, 알코올이나 물처럼 혼합에 의해서 부피에 변화가 생기는 경우에는 혼합하기 전의 부피를 기준으로 한다.

이밖에 용질의 몰수를 용액 전체로 나눈 몰분율(分率)을 사용하기도 하며 혼합기체에서는 부분압력으로 농도를 나타내는 등 여러 종류의 농도 계산법이 있다.