안녕하세요 중 2과학 질문입니다.

안녕하세요. 1:1 질문 체크가 늦어서 죄송합니다.

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용액은 용질이 용매에 녹아 있는 것을 뜻하며

여기서 용매는 녹이는 물질, 용질은 용매에 녹은 물질을 말합니다.

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붕산과 질산 칼륨은 둘 다 물에 녹으므로

붕산 용액에서 붕산은 용질, 물은 용매가 되며

질산 칼륨 용액에서 질산 칼륨은 용질, 물은 용매가 됩니다.

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문제에서는 물 100g을 기준으로 한 용해도가 나와 있으며

포화 용액은 용해도만큼 녹아 있는 상태를 의미합니다. (이보다 더 들어가도 더 녹지 않습니다)

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여기서 용해도는 100g 기준으로 주어졌으니, 물 100g이 아니라면 비율에 맞게 구해야 합니다.

(물 50g이라면 붕산이나 질산 칼륨도 절반으로 나누면 되겠죠)

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④ 60도에서 질산 칼륨 포화 용액은

물 100g을 기준으로 할 때 질산 칼륨 109.2g이 녹아 있으니

용매인 물 100g < 용질인 질산 칼륨 109.2g으로

용매보다 용질의 질량이 큰 게 맞습니다.

(60도에서는 100:109.2의 비율이므로 물이 몇 g이 됐든 용매 질량 < 용질 질량 입니다)

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⑤ 질산 칼륨 포화 용액 100g 또는 질산 칼륨 31g 석출

둘 중에 하나가 틀린 내용입니다.

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40도의 질산 칼륨 포화 용액은

물이 100g일 경우, 질산 칼륨은 62.9g만큼 녹아 있으니

질산 칼륨 포화 용액 100+62.9=162.9g일 때

20도로 냉각하게 되면, 20도일 때는 물 100g일 때 질산 칼륨 31.9g만큼만 녹으니

62.9-31.9=31g만큼이 석출됩니다.

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즉 31g만큼 석출되려면 40도의 질산 칼륨 포화 용액은 162.9g이어야 합니다.

질산 칼륨 포화 용액이 162.9g이 아닌 100g이라고 했으니 틀렸으며,

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질산 칼륨 포화 용액이 100g일 때로 구하려면 정확한 값이 필요하니

비례식을 세워야 하는데

물 100 : 질산 칼륨 62.9 = 물 (100-x) : 질산 칼륨 x 에서

62.9(100-x) = 100x

6290 = 162.9x

x = 약 38.613g

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그러면 40도에서 물 61.387g에 질산 칼륨 38.613g이 있을 때

61.387+38.613=100g의 질산 칼륨 포화 용액이 되고

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이걸 20도로 냉각하게 되면 20도일 때는 물 100g에 질산 칼륨이 31.9g만 녹는데

저 포화 용액에는 물이 61.387g만큼만 있으므로 다른 비례식이 또 필요합니다.

물 100 : 질산 칼륨 31.9 = 물 61.387 : 질산 칼륨 a에서

100a = 31.9 * 61.387 = 1958.245

a = 약 19.582

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물 61.387g을 기준으로

40도일 때 녹아 있던 질산 칼륨이 약 38.613g이었고, 20도일 때 약 19.582g만큼만 녹으니

38.613 - 19.582 = 19.031g

그러니까 약 19g만큼 석출됩니다.

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이건 소수점이 있어 양을 정확하게 맞추기가 어려우니

31g만큼 석출된다는 문장이 잘못됐다기보다는

40도일 때 질산 칼륨 포화 용액이 100g이라는 문장을 제시한 게 잘못됐다고 보는 게 맞습니다.

(함정도 100과 162.9 이런 차이를 노린 함정이에요. 용액의 질량이 용질의 질량+용매의 질량인 것을

알고 있는지 아닌지를 이용한 함정이죠)

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정확하게 바꾸면

1) 40도의 질산 칼륨 포화 용액 162.9g을 냉각하여 20도로 만들면 질산 칼륨 31.0g이 석출된다

혹은

2) 40도의 질산 칼륨 포화 용액 100g을 냉각하여 20도로 만들면 31g보다는 적은 양의 질산 칼륨이 석출된다.

(소수점 계산은 시간이 오래 걸리므로 정확하게 묻기 어려우니 적다, 많다로 묻는 것)

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이렇게 되어야 맞습니다. 답변은 여기까지이며, 이해가 되지 않는 게 있다면 물어봐도 됩니다.