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단위이야기

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물질량의 단위, 몰

  • 작성자최고관리자
  • 작성일자2016-03-02 19:56
  • 분류카드뉴스
  • 조회수1763

물질을 이루는 기본 단위인 원자나 분자는 질량이 얼마나 될까? 가장 작은 원소인 수소 원자의 질량은 고작 1.6735×10-27 kg밖에 되지 않는다. 이렇게 작은 원자와 분자의 양을 따질 때 킬로그램으로 표시해야 한다면 숫자가 너무 복잡해서 눈이 핑핑 돌 것이다. 그래서 등장한 단위가 물질량의 단위 ‘몰(mol)’이다. / 삽화 : 한 상자 = 1 mol; 탄소(12C) 한 상자 - 탄소 6.022 X 1023개, 질량 = 12 g; 수증기(H2O) 한 상자 - 수증기 6.022 X 1023개, 질량 = 18 g; 산소(O2) 분자 한 상자 - 산소 6.022 X 1023개 질량 = 32 g / 영국의 과학자 돌턴(1766~1844)이 원자론을 도입한 이후 19세기 화학자들은 이를 더욱 완벽한 원자론으로 다듬었다. 이후 발전을 거듭하며 원자나 분자의 크기는 물론 질량을 측정하는 수준까지 도달했다. 그렇다고 원자 하나의 질량을 잴 수 있었다는 의미는 아니다. 과학자들은 집합의 개념을 사용했다. 너무나도 작은 원자 하나의 질량을 알 수는 없지만, 어마어마한 개수로 이루어진 한 무리의 집합으로는 잴 수 있었다. 이때 도입한 개념이 몰이다. 몰은 우리가 달걀 30개를 한 판, 바늘 24개를 한 쌈, 마늘 100개를 한 접이라고 하는 것처럼 수많은 원자나 분자의 일정한 개수를 한 단위로 묶은 개념이다. 결국, 한 묶음의 원자나 분자의 질량을 측정한 것이다. 처음에 과학자들은 여러 원소 중 산소를 기준으로 삼았다. 1 몰의 산소 원자들의 질량을 16으로 정했다. 2개의 원자가 결합한 산소 분자 1 몰에는 무려 6.022×1023개의 산소 분자가 들어 있다. 이 개수를 ‘아보가드로 수’라고 한다. 모든 원자나 분자 1 몰에는 이 개수만큼의 원자나 분자가 들어 있다. 그 후에 몰의 정의에 사용하는 기준을 산소에서 탄소로 바꿨다. 이에 따라 1 몰은 탄소 0.012 kg에 있는 원자의 개수와 같은 수의 구성요소를 포함한 물질량으로 정의되었다. 1971년 제14차 국제도량형총회는 이 몰을 국제단위계의 기본 단위에 포함시켰다.

연구원님 궁금해요