수용액

'수용액(aqueous solution, 水溶液)은 물이 용매인 용액이다. 예를 들어 염화 나트륨 수용액 NaCl(s)+H₂O (l)의 형태인 물질을 수용액이라고 한다. 간단히 aq.로 나타내기도 한다.

개요

수용액은 용매를 물로 하여 만들어진 용액을 말하는데, 이 때 용매인 물은 유전상수(dielectric constant)가 크고 극성이 강하기 때문에 이온결합화합물이나 극성이 큰 용질을 잘 녹일 수 있다.

두 종류 이상의 물질이 섞여서 하나의 균일한 상을 이루고 있을 때, 그 물질을 용액이라고 한다. 예를 들어 설탕과 물이 섞여서 된 설탕물이나, 메틸알코올과 에틸알코올, 프로피온을 섞은 혼합물은 모두 용액이다. 용액은 포함된 물질들이 서로 고르게 섞여 있기 때문에 어느 부분을 취해도 농도가 균일하고 맛도 균일하다. 용액을 이루는 성분 중 하나를 편의상 용매라 하고 나머지 성분을 용질이라 한다. 일반적으로 기체나 액체, 혹은 고체나 액체를 섞었을 경우 액체를 용매라고 하며, 액체와 액체를 섞은 경우에는 양이 더 많은 쪽을 용매로 판단한다. 이 때 용매가 물이면 그 용액을 수용액이라 한다.

물은 유전상수(dielectric constant)가 크고 극성이 강하기 때문에 이온결합화합물이나 극성이 큰 용질을 잘 녹일 수 있다. 이온결합화합물의 수용액은 전기를 통하게 하는데, 이는 이온결합화합물이 수용액 속에서 해리되어 이온으로 존재하고, 이들이 전류의 운반체 역할을 하기 때문이다. 지구상의 생명체 내에서 각종 수용액은 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 실험실에서 화학반응을 진행하는 데 있어서도 가장 많이 쓰이는 용액 중의 하나이다. 화학반응을 기술할 때, NaCl(aq)과 같이 표현하는 경우, 염화나트륨을 물에 녹인 것, 즉 염화나트륨이 수용액상태로 존재하고 있음을 말한다.

전해질과 비전해질 수용액

두 개 이상의 물질이 골고루 섞여 있는 것을 용액이라고 한다. 이 중 녹이는 물질을 용매, 녹는 물질을 용질이라고 한다. 차를 마실 때 차는 용매, 각설탕은 용질이 된다. 그 중에서도 물이 용매가 되는 용액을 수용액이라고 하며, 순수한 물은 전기 전도도가 없다.

수용액은 두 가지 상태로 구분 가능하다. 수용액 상태에서 전기가 흐르는 것과 전기가 흐르지 않는 것으로 나뉜다. 고체 상태의 용질은 전기를 통하지 않더라도 일부 수용액의 경우 (+)와 (-)전극을 담갔을 때 전류가 흐르는 경우를 관찰할 수 있는데, 이와 같이 수용액 상태에서 전극을 담갔을 때 전류가 흐르는 물질을 '전해질', 전류가 흐르지 않는 물질을 '비전해질'이라고 한다.

주변의 물질들이 전해질인지 비전해질인지는 간단한 실험을 통해서 확인할 수 있다. 수용액을 만든 후 전원 장치와 전구 그리고 수용액을 연결해 전구가 켜진다면 바로 전류가 흐르는 물질인 전해질이 되는 것이다. 염화나트륨(NaCl), 브롬화칼륨(KBr), 질산칼륨(KNO₃), 황산(H₂SO₄), 아세트산(CH₃COOH) 등은 수용액 상태에서 전류가 흐르는 전해질에 해당한다. 그리고 설탕, 에탄올, 포도당, 자동차 부동액 등은 수용액 상태에서 전류가 흐르지 않는 비전해질에 해당한다.

참고자료

• 〈수용액〉, 《두산백과》
• 〈수용액〉, 《위키백과》

같이 보기

• 용액
• 전해질
• 용매
• 용질