Ammonia 28% 몰농도(M) 계산 및 노르말농도(N) 환산 방법

암모니아수, 비중 0.9, 28 %, 분자량 35.05로 

1 L(1000 mL) 용액 기준 :

• 용액의 질량: 1000 mL × 0.9 g/mL = 900 g
• NH₄OH의 질량: 900 g × 0.28 = 252 g
• NH₄OH의 몰수: 252 g ÷ 35.05 g/mol = 7.1897 mol

1L 안에 약 7.19몰이 들어 있으므로 7.19M, 당량수가 1이므로 노르말농도 역시 그대로 7.19 N 임.

 

노르말농도 환산 원리

노르말농도(N)는 몰농도(M)에 '당량수(가수)'를 곱해서 계산한다.

N = M × 당량수 (eq/mol)

여기서 당량수는 산·염기 반응에서 물질 1몰이 내놓거나 받아들이는 수소 이온(H⁺) 또는 수산화 이온(OH⁻)의 몰수를 의미한다.

Ammonia(NH₃)는 물과 반응하여 다음과 같이 수산화 암모늄(NH₄OH) 형태의 염기로 작용한다.

NH₃ + H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH⁻

이 반응에서 Ammonia 1몰은 최종적으로 OH⁻ 이온 1몰을 생성하는 1가 염기 역할을 한다. Ammonium 이온(NH₄⁺) 기준으로 보아도 1가의 전하를 가지므로 당량수는 1이 된다.

따라서 당량수가 1eq/mol이기 때문에 계산식은 다음과 같다.

7.19M × 1 eq/mol = 7.19N

 

But,

 

 

 

 

 

 

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암모니아수(Ammonia Solution) 농도 계산의 흔한 오류와 올바른 환산법

많은 실험원들이 암모니아수를 수산화 암모늄(NH₄OH)과 동일시하여 농도를 계산하곤 하지만, 이는 분석화학적으로나 실무적으로나 큰 오차를 만들어내는 원인이 된다.

암모니아수는 독립된 NH₄OH 분자가 대량으로 존재하는 것이 아니라, NH₃ 가스가 물에 용해되어 있는 수용액이다. 따라서 시중 시약의 Ammonia Solution 28%는 NH₃ 함량 기준이 28 wt%라는 뜻이다.

 

1. 올바른 계산법 (NH₃ 분자량 17.03 g/mol 기준)

시약의 비중이 0.9이고 함량이 28%일 때, 용액 1L(1000mL)를 기준으로 계산하면 다음과 같은 결과가 나온다.

• 용액의 총 질량: 1000mL × 0.9 g/mL = 900g
• 순수 NH₃의 질량: 900g × 0.28 = 252g
• NH₃의 몰수: 252g ÷ 17.03 g/mol = 14.80 mol

용액 1L 기준이므로 몰농도는 약 14.8M이 되며, 암모니아는 물과 반응하여 OH⁻ 이온 1몰을 내놓는 1가 염기이므로 당량수는 1이다.

N = M × 1 = 14.8N

즉, 실험실에서 사용하는 실제 28% 암모니아수의 노르말농도는 약 14.8N으로 보는 것이 맞다.

2. 흔히 하는 계산 오류 (NH₄OH 분자량 35.05 g/mol 기준)

만약 28%라는 함량을 NH₄OH 자체의 질량으로 잘못 가정하고 계산하면 아래와 같은 오류가 발생한다.

• NH₄OH의 몰수: 252g ÷ 35.05 g/mol = 7.19 mol
• 잘못된 농도 예측: 7.19M → 7.19N

이 계산은 수학적으로는 아무런 문제가 없지만, "28%가 NH₄OH 기준"이라는 잘못된 전제에서 출발했기 때문에 실제 시약의 농도와는 2배 가까이 차이가 나게 된다.

 

 

만약 시험법이나 규격서에 다음과 같이 명시되어 있다면 

• Ammonium hydroxide 28% (as NH₄OH)
• NH₄OH assay 28%

이 경우에는 실제로 NH₄OH 기준 계산을 해야 하므로 7.19 N이 맞다.

 

 

일반적인 시약 암모니아수 28%라면 약 14.8 N이 맞다.

단, 해당 COA 또는 제조규격서에서 함량이 NH₄OH 기준으로 정의되어 있다면 7.19 N이 맞다.

결국 핵심은 "28%"가 NH₃ 기준인지 NH₄OH 기준인지 확인하는 것이다. 분석실에서 사용하는 대부분의 암모니아수 시약은 NH₃ 기준이므로 실무적으로는 약 14.8 N으로 보는 경우가 훨씬 많다.