용액

용액은 두 가지 이상의 순물질로 이루어진 균일 혼합물을 말한다. 균일 혼합물에서는 혼합물 전체에서 성분과 특성이 같아야 한다. 흙탕물처럼 눈으로 구분되는 상이 서로 다른 부분으로 구성된 용액은 불균일 혼합물이라고 한다. 용액은 액체 상태로 존재한다고 생각하기 쉽지만, 기체, 고체 상태 균일 혼합물도 용액이라고 부른다. 일반적으로 용액에 가장 많이 존재하는 물질이 용매(solvent), 나머지 물질들은 용질(solute)이라고 부른다. 용액 내 용질의 농도는 퍼센트 농도, 몰농도, 몰랄농도, 몰분율 등으로 나타낸다. 많은 화학 반응은 용액 내에서 이루어지며, 생체 내에서의 반응도 용액 속에서 일어나는 반응이다.

다양한 색깔의 전이 금속 용액 ()

목차

- 자연에 존재하는 순물질은 극히 적은 양이며, 다양한 종류의 용액으로 존재한다.

- 용액에는 눈으로 구분할 수 있는 부분이 없으며, 한 개의 상으로 존재한다. 용액 내 용질은 여과 등의 방법으로 분리할 수 없다.

- 대부분 화학 반응은 용액 내에서 일어난다. 고체 반응물을 용액에 녹이면, 반응 분자의 충돌 빈도가 급격히 증가하여 반응 속도가 빨라진다. 생체 내에서의 반응도 용액에서 일어나는 화학 반응에 해당한다.

- 용액으로 만들면 정확한 양의 반응 물질을 반응 시스템에 쉽게 주입할 수 있다.

- 용질은 용액 속에 분자 상태로 존재하기 때문에 빛을 산란시키지 않는다.

- 에메랄드, 루비, 오팔, 자수정 등과 같은 보석은 대표적인 고체 용액이다.

일반적으로 기체, 액체, 고체 상태의 용질이 액체 상태의 용매에 녹은 것을 용액이라고 생각할 수 있으나, 용액은 기체 및 고체 상태로도 존재할 수 있다. 공기는 대표적인 기체 용액이다. 대부분 광물은 고체 용액 상태로 자연에 존재하며, 합금은 대표적인 고체 용액이다. 액체 수은에 다른 금속들을 혼합하여 고체인 치과용 아말감이 된다. 표1에 몇 가지 용액의 종류를 나열하였다.

용질이 용매에 혼합되는 정도를 용해도라고 한다. 한 액체가 다른 액체에 완전히 녹으면 두 액체는 섞인다(miscible)고 하며, 전혀 섞이지 않을 수도 있다. (immiscible) 일반적으로 '물과 기름은 섞이지 않는다'고 말하지만, 이것이 완벽하게 맞는 말은 아니다. 어떤 물질들도 극히 일부분은 서로 섞인다. 표2는 이온 화합물들의 물에서의 용해도를 보여준다. 표3에는 몇 가지 기체들의 물에 대한 용해도를 보여준다.¹⁾

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