해설 보기
정답0.30 L의 0.10 M CaCl₂ — 0.030 mol × 3개 = 0.090 mol로 총 입자 수가 가장 많습니다.
핵심 개념
몰 농도와 전해질의 해리 — 용질 '입자 수'는 이온 수까지 세야 합니다
용액 속 용질의 몰수는 (몰 농도 M) × (부피 L)로 구합니다. 여기서 주의할 점은 문제가 '용질 입자의 총 개수'를 묻고 있다는 것입니다. 이온결합 화합물은 물에 녹으면서 완전히 해리되므로, 화학식 1몰이 이온 몇 몰로 쪼개지는지를 곱해 주어야 합니다. NaCl은 Na⁺ + Cl⁻로 2개, FeCl₃는 Fe³⁺ + 3Cl⁻로 4개, CaCl₂는 Ca²⁺ + 2Cl⁻로 3개의 입자를 냅니다. 반면 C₂H₅OH(에탄올)은 비전해질이라 해리되지 않고 분자 그대로 1개로 셉니다. 따라서 '몰수 × 해리 입자 수'가 가장 큰 것을 고르면 됩니다.
선지별 해설
①0.020 L × 2.0 M = 0.040 mol의 NaCl이고, Na⁺와 Cl⁻ 2개로 해리되므로 총 입자는 0.040 × 2 = 0.080 mol입니다. ④의 0.090 mol보다 적습니다.
②0.10 L × 0.80 M = 0.080 mol이지만, 에탄올은 비전해질이라 해리되지 않아 그대로 0.080 mol의 분자로 존재합니다. 역시 0.090 mol에 미치지 못합니다.
③0.050 L × 0.40 M = 0.020 mol의 FeCl₃이고 Fe³⁺ + 3Cl⁻로 4개 입자가 되므로 0.020 × 4 = 0.080 mol입니다. 해리 입자 수는 가장 많지만 몰수 자체가 작습니다.
④0.30 L × 0.10 M = 0.030 mol의 CaCl₂이고 Ca²⁺ + 2Cl⁻로 3개 입자가 되므로 0.030 × 3 = 0.090 mol입니다. 네 선지 중 총 입자 수가 가장 많으므로 정답입니다.
해설 보기
정답CO₃²⁻는 산이 아니라 역반응에서 양성자를 받는 염기(HCO₃⁻의 짝염기)이므로 옳지 않은 설명입니다.
핵심 개념
브뢴스테드-로우리 산·염기와 짝산-짝염기 관계
브뢴스테드-로우리 정의에서 산은 양성자(H⁺)를 주는 물질, 염기는 양성자를 받는 물질입니다. 평형 반응식에서는 정반응과 역반응을 각각 나누어 보면 됩니다. HCO₃⁻ + H₂O ⇌ CO₃²⁻ + H₃O⁺에서 정반응은 HCO₃⁻가 H₂O에게 양성자를 주는 과정이므로 HCO₃⁻가 산, H₂O가 염기입니다. 역반응은 H₃O⁺가 CO₃²⁻에게 양성자를 주므로 H₃O⁺가 산, CO₃²⁻가 염기입니다. 이때 양성자 하나 차이로 짝을 이루는 HCO₃⁻/CO₃²⁻, H₂O/H₃O⁺가 각각 짝산-짝염기 쌍이며, 짝산은 짝염기보다 H가 하나 더 많은 쪽입니다.