용해도 및 분별결정

1. 용해도의 개념

용해도란 일정한 온도와 압력 조건에서 어느 한 성질의 고체, 액체, 또는 기체가 용매에 녹아 균일한 혼합물을 이루는 정도를 말한다. 이는 한 용매에 어느 정도의 용질이 녹아 존재할 수 있는지를 나타내는 척도이며, 일반적으로 g/100mL 또는 mol/L 단위로 표현된다. 예를 들어, 염화나트륨(NaCl)의 용해도는 20°C에서 약 36g/100mL로 알려져 있어, 100mL의 물에 36g까지 NaCl이 용해될 수 있다는 의미이다. 용해도는 온도에 따라 큰 차이를 보이는데, 대부분의 고체 용질은 온도가 올라감에 따라 용해도가 증가하는 경향이 있다. 예를 들어, 설탕의 경우 25°C에서 100g이 100mL의 물에 녹았을 때 용해도가 되지만, 100°C에서는 200g 이상이 녹을 수 있다. 이는 온도가 상승하면서 용질 분자의 운동이 활발해지고, 용매와의 상호작용이 강화되어 녹는 양이 늘어나기 때문이다. 반면, 대부분의 기체는 온도 증가 시 용해도가 감소하는 특성을 띤다. 만약 1기압에서 이산화탄소(CO₂)의 용해도를 살펴보면 0°C에서 약 1.7g/100mL이나 25°C에서는 약 1.5g/100mL로, 온도가 높아질수록 기체가 용해된 양이 줄어든다. 또 다른 예로…