몰 농도

Molarity

화학에서 흔히 쓰이는 농도의 개념 중 하나이며, 용액의 단위 부피에 포함된 용질의 물질량을 나타낸다. 즉 용질의 물질량을 $n$, 용액의 부피를 $V$라고 하면 몰농도 $c$는

로 주어진다.
물질량이라는 개념이 탄생한 배경과 비슷하게, 화학 반응에서 중요한 것은 질량보다 반응 전후 물질의 입자수 또는 그 비율이므로 이를 파악하기 위해 탄생한 개념이다.

단위로는 정의에 따라 $\rm mol/L = mol/dm^3$[1] 또는 이들과 등가 단위인 $\rm M$을 쓰며[2], $\rm M$은 본 물리량의 이름을 따 '몰라(molar)'라고 읽는다. 즉 어떤 용액의 농도가 $\rm1\,mol/L = 1\,M$라는 것은 용액 $\rm1\,L = 1000\,mL$에 용질 $\rm1\,mol$이 포함되어있다는 뜻이다. $\rm M$을 단위로 쓰는 경우 $\rm mM = 10^{-3}\,M$, $\rm \textμM = 10^{-6}\,M$, $\rm nM = 10^{-9}\,M$도 접할 수 있다. 참고로 SI 기본 단위만으로 표현한 $\rm mol/m^3$가 $\rm mM$과 등가[3]이다

7차 교육과정(또는 2009 개정 교육과정)에서는 고등학교 화학Ⅱ에서 처음 등장한다. 그러나 화학Ⅰ에서도 대학수학능력시험 한정 암묵적으로 '단위 부피당 이온 수/분자 수/몰 수'가 주어지기 때문에 사실상 선수 과정에서 등장하는 것과 다름없다. 2015 개정 교육과정에서는 기어이 몰 농도를 내려보낸다.

몰 농도에는 단점이 있는데, 정의에 용액의 '부피'를 쓴다는 것이다. 부피는 샤를 법칙, 보일 법칙에 따라 온도와 압력에 의해 변하는 물리량이기 때문에, 몰 농도 역시 아무것도 첨가하지 않고 온도나 압력만 다르게 해놔도 농도가 변한다. 이 단점을 해결하기 위해 등장한 개념이 몰랄 농도이다.

화학관련 실험을 진행할 때에 기본적인 고려사항 중 하나이다. 실제 실험을 진행할 때에는 용질의 화학식량을 곱해준 무게농도로 치환하여 정량하는데, 어차피 물질량은 질량을 통해 간접적으로 계산되는 물리량이기 때문이다.

영어로는 몰 농도(molarity)[4]와 몰랄 농도(molality)[5]가 설측음인가 아닌가밖에 차이가 없다 보니[6] 처음 원서를 접하는 사람은 두 개념의 구분에 주의를 요한다. 그리고 morality는 도덕이라는 전혀 다른 뜻을 지니므로 표기시 주의할 것.