화학Ⅰ — 핵심 공식 모음

Ⅰ. 몰 · 입자 수 · 부피

몰의 3대 환산

몰수 n = 질량(g) ÷ 몰질량(g/mol)

입자 수 = 몰수 × 6.02×10²³

기체 부피(0°C·1기압) = 몰수 × 22.4 L

모든 양적관계는 일단 몰로 바꾸는 것에서 시작한다.

💡 아보가드로 법칙: 같은 온도·압력·부피면 기체의 몰수(분자 수)가 같다.

기체의 밀도

0°C·1기압에서 밀도 = 분자량 ÷ 22.4 (g/L)

밀도가 크면 분자량이 크다(같은 조건에서).

몰 농도 · 묽힘 · 혼합

몰 농도 M = 용질 몰수 ÷ 용액 부피(L)

묽힘·혼합: M₁V₁ + M₂V₂ = M(V₁+V₂)

묽혀도 용질의 몰수는 불변, 부피만 늘어 농도가 작아진다.

⚠️ 혼합 후 농도는 반드시 전체 부피(부피의 합)로 나눈다.

퍼센트 농도 → 몰 농도

몰 농도 = (10 × 밀도 × 퍼센트 농도) ÷ 몰질량

밀도(g/mL)와 %가 주어지면 이 식으로 바로 M을 구한다.

계수비 = 몰비

반응물·생성물의 몰비 = 반응식 계수비 (기체는 부피비도 = 계수비)

반응 전 / 변화량 / 반응 후 3줄 표를 만들어 정리한다.

💡 두 반응물이 주어지면 한계 반응물(먼저 소진되는 쪽)이 생성물 양을 결정한다.

물의 자동 이온화 · pH

Kw = [H₃O⁺][OH⁻] = 1.0×10⁻¹⁴ (25°C)

pH = −log[H₃O⁺] · pH + pOH = 14 (25°C)

pH가 1 작아지면 [H₃O⁺]는 10배 커진다.

중화 반응 양적 관계

반응한 H⁺ 몰수 = 반응한 OH⁻ 몰수

n_A·M_A·V_A = n_B·M_B·V_B (n=가수, 산·염기의 H⁺·OH⁻ 개수)

중화점에서 용액의 온도가 최고, 그 전까지 전체 이온 수는 감소.

⚠️ 구경꾼 이온(Na⁺, Cl⁻ 등)은 반응에 참여하지 않는다 — 이온 수 계산에서 헷갈리지 말 것.

산화수 규칙

💡 산화 = 산화수 증가(전자 잃음), 환원 = 산화수 감소(전자 얻음). 항상 동시에 일어난다.

전자 이동 균형 · 열 출입

잃은 전자 몰수 = 얻은 전자 몰수

열량 Q = c·m·Δt (비열 × 질량 × 온도 변화)

발열 반응은 열을 방출한다(연소·중화). 흡열 반응은 열을 흡수한다.