당량

당량은 화학에서 산-염기 반응, 산화-환원 반응 등 특정 화학 반응에서 특정 물질과 반응하는 다른 물질의 양을 나타내는 단위입니다. 당량은 몰(mole)과 밀접하게 관련되어 있지만, 반응의 화학량론적 관계를 고려하여 정의된다는 점에서 차이가 있습니다.

정의

당량은 일반적으로 다음과 같이 정의됩니다.

• 산-염기 반응: 산 또는 염기 1몰이 내놓거나 받을 수 있는 H+ 이온의 몰수. 예를 들어, 황산(H2SO4) 1몰은 H+ 이온 2몰을 내놓을 수 있으므로 황산 1몰은 2당량입니다.
• 산화-환원 반응: 산화 또는 환원 반응에서 이동하는 전자의 몰수. 예를 들어, KMnO4가 Mn2+로 환원될 때, 망간(Mn)의 산화수가 +7에서 +2로 변하므로 5개의 전자가 이동합니다. 따라서 KMnO4 1몰은 5당량입니다.

계산

물질의 당량수는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

당량수 = 분자량 / (반응에 관여하는 활성 단위의 수)

여기서 활성 단위는 산-염기 반응에서는 내놓거나 받을 수 있는 H+ 이온의 수, 산화-환원 반응에서는 이동하는 전자의 수가 됩니다.

활용

당량 개념은 화학 실험에서 농도를 나타내는 데 유용하게 사용됩니다. 특히 노르말 농도(N)는 용액 1리터당 용질의 당량수로 정의되며, 당량 개념을 활용한 농도 표현 방식입니다. 또한, 산-염기 적정이나 산화-환원 적정에서 반응의 완결점을 판단하는 데에도 중요한 역할을 합니다.

주의사항

당량은 특정 반응에 따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 같은 물질이라도 다른 반응에서는 다른 당량수를 가질 수 있습니다. 따라서 당량을 사용할 때에는 반응의 종류와 화학량론적 관계를 정확하게 파악하는 것이 중요합니다.