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X2 분자량 및 존재비 X2의 분자량이 세 가지라면 만약 동위원소로 인해서 X2 분자의 분자량이 세 가지라면 동위원소는 두 가지가 존재하게 됩니다. 동위원소 두 가지의 원자량 a, b가 있다면 X2 분자가 형성될 수 있는 경우로 a+a, a+b, b+b 이렇게 존재하기 때문입니다. 이렇게 동위 원소가 있을 때 분자 X2의 분자량과 존배비율을 구하는 과정을 정리해 보겠습니다. 참고로 동위 원소에 대한 내용은 아래 포스팅을 확인하시면 되겠습니다. 2023.12.05 - [과학] - 동위원소의 평균원자량 구하는 방법 동위원소의 평균원자량 구하는 방법 동위원소 (Isotope) 동위원소란 양성자수가 같아 원자 번호는 같으나 중성자수가 다르기 때문에 질량수가 다른 원소를 뜻합니다. 원자 번호는 양성자수로 정해지고, 질량수는 양성자수와 .. 2023. 12. 6.
동위원소의 평균원자량 구하는 방법 동위원소 (Isotope) 동위원소란 양성자수가 같아 원자 번호는 같으나 중성자수가 다르기 때문에 질량수가 다른 원소를 뜻합니다. 원자 번호는 양성자수로 정해지고, 질량수는 양성자수와 중성자수의 합으로 정해지기 때문입니다. 원자번호 (atomic number) = 양성자 수 (proton) = 전자수 (electron) 질량수 (mass number) = 양성자 수 (proton) + 중성자 수 (neutron) 따라서 동위원소들은 화학적 성질은 거의 흡사하나 밀도나 끓는점 등의 물리적인 성질이 일부 다르게 되는데요, 수소의 동위원소를 예로 들어보면 아래 이미지와 같습니다. 위와 같이 수소, 중수소, 삼중수소를 보면 양성자수는 모두 하나로 동일하나 중성자수가 0개, 1개, 2개로 다르기 때문에 질량수(m.. 2023. 12. 5.
용해도와 용질의 석출 용해와 용액 한 물질이 다른 물질에 녹아서 섞이는 현상을 용해(dissolution)라고 합니다. 여기서 다른 물질에 녹는 물질을 용질(solute), 다른 물질을 녹이는 물질을 용매(solvent), 그리고 용질이 용매에 녹아서 섞여 있는 물질을 용액(solution)이라고 합니다. 소금물을 예로 들어보자면 소금물은 용액, 소금은 용질, 물은 용매가 됩니다. 용해도 어떠한 특정 온도에서 용매 100g에 녹을 수 있는 최대 용질의 g수가 용해도(solubility)의 정의입니다. 단위는 g/g이므로 무차원이 되지요. 단위가 없다는 뜻입니다. 특정 온도에서 어느 용매에 대한 용해도는 물질에 따라 상이하기 때문에 이 자체로 물질의 특성이 됩니다. 다시 말하자면, 용해도는 용매나 용질의 종류 및 온도에 따라서.. 2023. 12. 4.
기체의 용해도와 잠수병 원인 기체의 용해도에 대한 온도의 영향 기체의 용해도는 고체와 달리 온도가 낮을수록 용해도가 증가합니다. 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 것으로 예를 들자면, 탄산음료의 톡 쏘는 맛의 이유는 음료에 이산화탄소가 녹아 있기 때문인데요, 냉장고에 시원하게 보관해야 온도가 낮아서 용해도가 올라가므로 톡 쏘는 맛을 더 많이 즐길 수가 있습니다. 이는 간단한 실험으로도 확인할 수가 있는데요, 2개의 시험관에 탄산음료를 넣은 다음에 하나는 얼음물에, 하나는 따뜻한 물에 넣게 되면 따뜻한 물에 넣은 시험관의 경우에 탄산음료 내에 기체인 이산화탄소의 용해도가 감소하므로 녹아있지 못하고 기포가 많이 발생하는 것을 관찰할 수가 있습니다. 여름에 물고기가 수면 위로 입을 뻐끔거리는 것 역시 이와 관련된 현상인데요, 온도가 높은 .. 2023. 12. 4.
연주시차로 별까지 거리 구하는 방법 시차 물체의 위치는 그대로 있더라도 관측하는 위치에 따라서 물체를 바라볼 때 배경이 달라지게 되는데 이때 서로 다른 두 관측 지점에서 물체를 보았을 때 관측지점과 물체가 이루는 각을 시차라고 합니다. 시차는 관측지점과 물체 사이의 거리가 가까울수록 커지게 되고, 멀수록 작아지게 되는데요, 일반적으로 단위는 초(")를 사용합니다. 1도는 60분이고 3600초입니다. (1º = 60' = 3600") 연주 시차 지구에서 6개월 간격으로 관측한 별의 시차를 2로 나눈 것, 즉 시차의 1/2을 연주시차(parallax)라고 합니다. 지구의 공전 주기를 고려할 때 별을 6개월 간격으로 관측하게 되면 가장 큰 시차를 얻을 수 있기 때문인데요, 이를 통해 별까지의 거리를 구할 수가 있습니다. 위의 이미지를 보았을 때.. 2023. 12. 2.
별의 밝기와 거리 및 등급의 관계 별의 밝기 별의 밝기와 거리 관계 별을 지구에서 바라보았을 때 별이 방출하는 빛의 양이 얼마나 되는지, 그리고 별까지의 거리가 얼마나 되는지에 따라서 별의 밝기가 결정됩니다. 다시 말해서 별까지의 거리가 같다면 방출하는 빛의 양이 더 많은 별이 더 밝고 방출하는 빛의 양이 같다면 거리가 가까운 별이 더 밝습니다. 직관적으로 알 수 있는 부분이죠. 여기서 별의 밝기와 거리와의 관계를 정리하면 아래와 같이 별의 밝기는 별까지의 거리의 제곱에 반비례하게 됩니다. 거리 제곱의 역수에 비례하는 것입니다. 별의 밝기 ∝ 1 / (별까지의 거리^2) 여기서 별의 밝기라는 것은 우리가 관측할 때의 밝기, 즉 우리 눈에 보이는 별의 밝기를 말하는 것으로 실제 별의 밝기를 뜻하는 것이 아니라는 점을 유의해야 합니다. 참고.. 2023. 12. 1.
진공 상태에서 질량이 다른 물체가 동시에 떨어지는 이유 중력 (Gravity) 중력은 질량을 가진 모든 물체에 상호작용하는 힘을 말하는 것으로, 관용적으로 우리가 중력이라고 표현하는 것은 지구가 물체를 끌어당기는 힘을 의미합니다. 대부분 이러한 의미로 중력이라는 단어를 사용하죠. 하지만 만유인력(universal gravitation)과 구분하여 사용하기도 하는데 중력과 만유인력은 사실 같다고 보아도 무방하며, 굳이 구분을 하자면 중력은 지구와 같은 천체가 자전하면서 발생시키는 원심력까지 고려한 힘이고, 만유인력은 물질들이 서로 상호 간에 끌어당기는 힘으로 정리하기도 합니다. 따라서 중력은 자전축을 기준으로 위치에 따라 원심력이 다르므로 다른 값을 가지게 된다고 할 수 있고 중력이 만유인력의 종류라고 할 수도 있죠. 하지만, 다시 한번 언급하는데 사실상 구분.. 2023. 12. 1.
러더퍼드 알파 입자 산란 실험 (원자핵 발견) 러더퍼드의 알파입자 산란 실험 러더퍼드(Rutherford)는 전자를 발견한 톰슨의 제자인데요, 톰슨이 전자를 발견하고 제안한 건포도 푸딩 모델의 원자 모형을 확인하고자 아래와 같은 이미지의 알파입자 산란 실험을 하게 됩니다. 알파 입자를 금박에 충돌시켜서 입자가 통과하는 것을 보려고 한 실험입니다. 이 실험에서 금박이 사용된 이유는 금(Au)이 펴지는 성질, 다시 말해 전성(malleability)이 매우 좋은 금속이기 때문에 얇게 펴서 금박을 만들기에 용이해서입니다. 얇게 펴진 호일 상태로 만들어야 표면에서 산란되지 않고 입자가 통과할 것이라 생각해서죠. 그리고, 이 포스팅을 읽기 전에 톰슨이 전자를 발견한 음극선 실험을 알면 도움이 됩니다. 아래 포스팅을 참고하면 되겠습니다. 2023.11.30 -.. 2023. 12. 1.
음극선의 성질 3가지 (Cathode rays) 톰슨의 전자 발견 1897년에 영국의 물리학자 톰슨(Thomson)이 음극선(Cathode ray) 실험을 통해서 전자(electron)를 발견한 이야기는 유명하지요. 음극선 실험에서 (-) 전하를 띠고 질량을 가진 입자가 흘러가는 것을 발견한 것인데요, 아래의 이미지를 보면 진공 방전관에 높은 전압을 걸었을 때 (-) 극에서 (+) 극으로 나오는 음극선을 확인할 수 있습니다. 그리고, 톰슨이 음극선 실험을 통해 전자를 발견하였다는 그 사실보다 이때 발견된 음극선이 어떠한 성질이 있었기에 전자의 발견으로 이어질 수 있었는지를 정리해 보려고 합니다. 음극선(Cathode rays)의 성질 톰슨이 발견한 음극선이 입자의 흐름이고, 이후에 이 입자를 과학자들은 전자라는 이름을 붙이게 되죠. 이 음극선이 어떠한.. 2023. 11. 30.
아이오딘화납 앙금생성반응과 일정성분비의 법칙 아이오딘화 납 화학반응식 아이오딘화 칼륨(KI, potassium iodide) 수용액과 질산납(Pb(NO3)2, lead nitrate) 수용액을 반응시키면 아이오딘화 납(PbI2, lead iodide)이 생성되는데, 침전물(sediment)이 노란색 앙금으로 관칠이 됩니다. 화학반응식은 아래와 같습니다. 아이오딘화칼륨 + 질산납 → 아이오딘화납↓ (노란색 앙금) + 질산칼륨 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbI2(s)↓ + 2KNO3(aq) 참고로, 사실 수용액에서 (aqeous) 반응물인 두 물질은 이온으로 존재를 하기 때문에 분자반응식이 아닌 이온반응식으로 아래와 같이 나타낼 수 있습니다. 2K^(+) + 2I^(-) + Pb^(2+) + 2NO3^(-) → PbI2↓ + 2K^(.. 2023. 11. 30.
염화코발트 색상변화 반응식 염화코발트 종이로 물을 검출 염화코발트 수용액을 종이에 묻히고 잘 건조한 다음에 이 푸른색 종이를 물에 넣거나 푸른색 종이에 물이 닿으면 붉은색으로 변화하는 것을 관찰할 수 있습니다. 이를 이용하면 탄화수소의 연소 반응이나 광합성에서 생성물이 물인 것을 확인할 수 있지요. 이는 염화코발트가 물과 결합하여 수화물(hydrate)을 생성하기 때문인데요, 수화물이란 분자 내에 물 분자를 포함한 물질을 일컫는 말입니다. 반대로 물분자가 제거된 화합물은 무수물(anhydrous)라고 합니다. 염화코발트가 물을 만나면 색상이 변화하는 이 현상이 어떻게 발생하게 되는 것인지 반응식을 알아보겠습니다. 염화코발트 육수화물의 생성과 분해 염화코발트가 육수화물을 생성하고, 염화코발트 육수화물이 염화코발트로 분해되는 반응식은.. 2023. 11. 30.
불균등화 반응 예시 불균등화 반응 (Disproportionation reaction) 불균등화 반응이라는 것은 산화환원반응에서 어떠한 물질이 산화가 되면서 동시에 환원이 되고, 이에 따라 각기 다른 생성물을 만드는 반응을 말합니다. 산화와 환원이 동시에 일어나기 때문에 산화환원반응(redox)으로 간주되는데, 반응식에서 산화수(oxidation number, oxidation state)가 3개 이상이 되는 원소가 있다면 불균등화 반응에 해당이 됩니다. 말로 하는 단순 설명으로는 잘 이해하기 어려울 수가 있으니 아래와 같이 사례를 통해서 정리해 보겠습니다. 과산화수소가 분해되어 물과 산소를 생성하는 반응 과산화수소의 분해로 물과 산소가 생성되는 반응은 촉매가 없어도 자연히 반응이 진행되나, 반응속도가 매우 느립니다. 따라.. 2023. 11. 30.
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