라울 법칙 계산기 (끓는점 오름과 어는점 내림)
용질의 몰랄농도와 반트호프 인자를 이용해 라울 법칙에 따른 끓는점 오름과 어는점 내림을 계산합니다. 물・벤젠 등 6종의 용매 상수(Kb・Kf)를 지원하며 전해질의 전리도 고려할 수 있습니다.
주요 용매의 몰랄 끓는점 오름 상수・어는점 내림 상수
교과서에서 널리 인용되는 표준 참고값입니다. 직접 손으로 계산한 값을 검산할 때 활용하세요.
| 용매 | Kb (°C·kg/mol) | Kf (°C·kg/mol) | 표준 끓는점(°C) | 표준 어는점(°C) |
|---|---|---|---|---|
| 물 | 0.512 | 1.86 | 100.0 | 0.0 |
| 벤젠(Benzene) | 2.53 | 5.12 | 80.1 | 5.5 |
| 아세트산(Acetic acid) | 3.07 | 3.9 | 118.1 | 16.6 |
| 시클로헥산(Cyclohexane) | 2.79 | 20.2 | 80.7 | 6.5 |
| 나프탈렌(Naphthalene) | 5.8 | 6.9 | 218.0 | 80.2 |
| 장뇌(Camphor) | 5.95 | 37.7 | 204.0 | 178.4 |
사용 팁
- NaCl・CaCl2와 같은 전해질은 물속에서 여러 이온으로 전리되므로, 반트호프 인자 i를 1보다 크게 설정하면 실측값에 더 가까워집니다.
- 질량으로 계산 모드에서는 용질의 질량[g]・몰 질량[g/mol]・용매의 질량[kg] 세 가지만 입력하면 몰랄농도가 자동으로 계산됩니다.
- 끓는점 오름과 어는점 내림은 모두 용질 입자의 개수에만 의존하는 총괄성이라는 성질로, 용질의 종류 자체와는 무관합니다.
- 같은 용질 양에 대해 많은 용매에서 어는점 내림 폭이 끓는점 오름 폭보다 크며, 이는 도로 결빙 방지제로 염화칼슘이 사용되는 이유 중 하나입니다.
- i의 프리셋 버튼(비전해질・NaCl 수준・CaCl2 수준)을 사용하면 대표적인 전리 패턴을 바로 시험해 볼 수 있습니다.
자주 묻는 질문
여담 ― 결빙 방지제와 총괄성의 화학
겨울철 도로에 뿌려지는 흰색 알갱이는 대개 염화칼슘(CaCl2)이나 염화나트륨(NaCl)입니다. 이 물질들이 얼음과 눈을 녹일 수 있는 것은 단순히 열을 내기 때문이 아니라, 물에 녹으면서 물 자체의 어는점을 낮추기 때문입니다. 이 현상을 어는점 내림이라 하며, 라울 법칙에서 도출되는 총괄성(colligative properties)이라는 용액의 성질을 보여주는 대표적인 예입니다.
"총괄성"이라는 말에는 "입자의 개수만이 결과를 결정한다"는 의미가 담겨 있습니다. 같은 몰랄농도라도 CaCl2는 물속에서 Ca2+와 2개의 Cl-, 총 3개의 입자로 전리되기 때문에, 전리되지 않는 설탕과 같은 비전해질보다 약 3배의 어는점 내림 효과를 발휘합니다. 이 때문에 CaCl2는 적은 양으로도 NaCl보다 강력한 결빙 방지제로 사용되기도 합니다(다만 콘크리트 부식성 등 다른 고려 사항도 있습니다).
같은 원리는 반대 방향인 끓는점 오름에도 적용됩니다. 파스타를 삶을 때 소금을 넣으면 물의 끓는점이 약간 오르지만, 가정에서 사용하는 양으로는 그 상승 폭이 1℃에도 미치지 못해 실제로 "더 빨리 끓게" 하는 효과는 거의 없습니다. 오히려 소금을 넣는 주된 목적은 면에 밑간을 하기 위한 것이며, 끓는점 오름은 어디까지나 부수적인 화학적 효과에 불과합니다.