화학Ⅰ 1단원 ‘화학의 첫걸음’ 단원에서 매번 등장하는 문제 중 하나가 ‘용액의 농도’이다. 처음엔 낯설어서 많이 헷갈리지만, 이 파트는 유형 파악만 제대로 되어 있다면 수월하게 풀어낼 수 있다. 농도의 유형은 크게 4가지로 나눌 수 있다. 유형에 관한 설명을 하기 전에 공식에서의 포인트를 먼저 잡아보려고 한다.

퍼센트 농도의 공식은 ‘용질의 질량(g)/용액의 질량(g)X100’이다. 우선 여기서 주의할 점은 용액의 질량이라는 점이다. 용액은 용매+용질의 질량이라는 것을 기억하고, 계산 실수를 하지 않아야 하는 것이 포인트다. 

또한, 퍼센트 농도 문제에서 용질의 질량을 구해야 하는 경우가 많다. 그럴 때 기본 공식을 변형해서 사용하게 되기 때문에 미리 하나 더 외워두면 더욱 빠르고 확실하게 구해낼 수 있게 된다. 용질의 질량(g)=%농도/100X용액의 질량(g)의 모양대로 외워두자. 

몰농도의 공식은 용질의 몰수(㏖ )/용액의 부피(L)이다. 우선 여기서 주의할 점은 부피의 단위이다. 대부분 문제에서는 mL위 단위로 주어지게 된다. 실제 몰수를 구해낼 때 부피의 단위를 꼭 ‘L’로 조정하는 것을 잊지 말자. 

또한, 몰농도 공식은 기본틀(M=n/V)로 자주 사용된다는 것을 알아야 한다. 이뿐만 아니라, 농도 단원 외에도 중화 반응, 중화 적정 문제에서도 습관적으로 해야 하는 행동이 있다. 몰농도(M)와 부피(V)가 보이면 곱하는 것이다. 이 둘을 곱하면 용질의 몰수(n)이 나오면서 정말 많이 이용되기 때문에 꼭 기억해야 한다.

그럼 농도에서 어떤 유형들이 등장할 수 있을까? ①퍼센트 농도, 몰 농도 변환 ②희석 ③ 취하여 ④혼합 용액의 4가지 유형이 등장한다. 

①퍼센트 농도, 몰 농도 변환 유형을 예로 들면 a%의 수용액을 몰 농도로 바꾸는 것이다. 이때 밀도(dg/mL)와 분자량(M)이 주어진다. 용질의 질량(g)/용액의 질량(g)→용질의 몰수(㏖ )/용액의 부피(L)로 바꾸면 된다. 분자에 있는 질량은 분자량을 이용하여 몰수로 바꿔주면 된다. 분모에서는 보이는 대로 용액의 질량을 부피로 바꿔주면 되는데 여기서 위에 언급한대로 단위를 조심해야 한다. 질량(g)을 밀도(dg/mL)로 나누면 mL의 단위가 나오고, L의 단위로 바꿔주기 위해서는 1/1000을 곱해줘야 한다. 위의 예대로 계산해보면 a%→10ad/M(M)가 된다. 이 공식 자체를 외워두면 앞으로 퍼센트 농도와 몰 농도를 변환할 때 유용하게 쓸 수 있다.

②, ③, ④의 유형은 ‘변하지 않는 것’이 무엇인지에 주목하면 된다. ②희석 유형을 생각해 보면 이것은 제시문에 ‘물을 넣어~, 증류수를 가해~’라는 표현으로 나오는 것을 볼 수 있다. 이런 내용이 보이면 희석 유형이다! 라고, 빠르게 파악하면 된다. 이렇게 물을 가해 희석하게 되면, 용액이 부피와 몰 농도는 당연히 달라진다. 하지만 물만 가하는 상황이기 때문에 용액 속에 녹아 있는 용질의 양(mol) 자체는 변하지 않는다. 이것을 포인트로 기억하여 변하지 않는 용질의 양을 표시해 주면 되고, 이때 앞서 언급한 MxV=n이 쓰이게 될 것이다. 

③‘취하여’ 유형은 문제에 ~를 취하여~ 라는 표현이 등장한다. 이는 우리가 국자로 퍼내는 것처럼 용액을 취해내는 것이다. 그럼 여기서는 용액의 부피와 용질의 몰수는 당연히 달라지겠지만, 용액의 몰 농도(M)는 변하지 않게 된다. 이 유형이 보이면 변하지 않는 몰 농도를 표시해 주면 실수하지 않고 풀어낼 수 있다.

마지막 ④혼합 용액의 유형은 2가지의 경우로 나눠서 볼 수 있다. 용액에 용질을 혼합하는 경우이거나, 몰 농도가 다른 두 용액을 혼합하는 경우이다. 두 경우가 말로 하면 달라 보이지만 사실은 문제를 풀 때 기억해야 하는 포인트는 동일하다. 혼합하게 되면 용액이 부피와 몰 농도는 달라지지만, 혼합 용액에 녹아 있는 용질의 양은 혼합 전, 기존 두 용액에 녹아 있는 용질의 양의 합, 용액에 녹아 있는 용질의 양과 첨가한 용질의 양의 합과 같아지게 된다. 따라서 이 유형에서도 ‘용질의 양’이 포인트가 되면서 MxV=n이 쓰인다.

기출 문제를 보면서 어떤 유형에 해당하는지 연습해 보면 더욱더 유형에 대한 파악이 확실해질 것이다. 앞으로 농도 문제를 만나게 되면 문제에 제시된 내용을 읽어 내려가면서 어떤 유형인지를 파악하고, 파악과 동시에 각 유형에서의 포인트를 표시해 두면서 풀어내도록 하자. 이렇게 하면 문제 풀이 속도는 빨라지고, 실수는 줄이면서 정확도가 높아질 것이다.