물질의 특성과 혼합물의 분리

이 단원 시험에서 묻는 것

• 물질의 특성. 밀도, 용해도, 녹는점(어는점), 끓는점처럼 물질의 종류에 따라 다르고 양에 관계없이 일정한 성질을 물질의 특성이라고 합니다. 질량, 부피, 온도는 물질의 특성이 아닙니다.
• 밀도. 밀도는 질량을 부피로 나눈 값으로, 물질이 얼마나 빽빽하게 들어차 있는지를 나타냅니다. 액체보다 밀도가 작은 물체는 뜨고 큰 물체는 가라앉으며, 같은 물질이면 양이 달라도 밀도는 같습니다.
• 용해도. 어떤 온도에서 용매 100 g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 g 수입니다. 고체의 용해도는 대체로 온도가 높을수록 커지고, 기체의 용해도는 온도가 낮고 압력이 높을수록 커집니다.
• 녹는점과 끓는점. 순물질의 녹는점과 끓는점은 물질마다 일정하며, 물질의 양이나 가열 세기를 바꾸면 그 온도에 도달하는 시간만 달라집니다. 끓는점은 외부 압력이 높아지면 높아집니다.
• 순물질과 혼합물. 순물질은 가열 곡선에서 녹거나 끓는 동안 온도가 일정한 구간이 뚜렷하지만, 혼합물은 그동안에도 온도가 조금씩 변합니다. 소금물처럼 고체가 녹아 있는 혼합물은 순수한 물보다 끓는점이 높고 어는점이 낮습니다.
• 끓는점 차를 이용한 분리. 증류는 끓는점 차를 이용해 먼저 기화한 물질을 다시 냉각해 모으는 방법입니다. 원유 증류탑에서는 끓는점이 낮은 물질일수록 위쪽에서, 높은 물질일수록 아래쪽에서 분리됩니다.
• 밀도·용해도 차와 크로마토그래피. 밀도 차(분별 깔때기, 두 고체의 밀도 사이인 액체), 용해도 차(재결정, 거름), 성분이 용매를 따라 이동하는 속도 차(크로마토그래피)를 이용해 혼합물을 분리합니다.

자주 하는 착각

1. 무거운 물체가 가라앉고 가벼운 물체가 뜬다고 본다. 일상 경험이 그렇게 가르치기 때문이다. 질량이 백 배쯤 큰 물체가 뜨고 작은 물체가 가라앉는 경우가 실제로 있다. 뜨고 가라앉음을 결정하는 것은 질량이 아니라 밀도다.
2. 물을 얼리면 질량이 줄어 뜬다고 본다. 뜨는 것을 가벼워진 결과로 읽기 때문이다. 질량은 그대로이고 부피가 늘어나 밀도가 작아진 것이다.
3. 원유 증류탑에서 끓는점이 높은 물질이 위쪽에서 나온다고 본다. 높은 끓는점을 높은 위치와 연결하기 때문이다. 위로 갈수록 온도가 낮으므로 끓는점이 높은 물질일수록 먼저 액화되어 아래에서 빠져나온다. 방향이 반대다.

이런 오개념, 나도 갖고 있을까?

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