중화반응, pH에 대해 -2

pH(수소이온농도)란?

수소이온농도, 수소농도지수, 수소지수, 산도는 화학에서 물질의 산성, 염기성의 정도를 나타내는 수치로 사용된다.

수소이온의 해리농도를 로그의 역수를 취해 나타낸다.

수용액에서 수소이온의 활동도는 물의 해리상수(Kw = 1.011*10^-14)와 다른 이온과의 상호작용으로 나타내어진다.

해리상수 때문에 중성의 수용액은 약 pH7의 값을 가진다. 이 값이 기준이 된다.

이보다 높으면 염기성, 크면 산성이라고 한다.

하지만 실제로 측정해보면 중성용액의 pH가 7이 아닌경우가 있는데 이는 측정방법이 잘못된 것이 아니라, 수용액이 아니거나 표준온도압력조건이 아닌경우일 수 있으므로 실험환경을 점검해볼 필요가 있다.

대부분의 물질은 pH값이 0~14의 값으로 나타내어 진다. 하지만 이 범위 밖의 값을 가지는 물질도 존재한다.

pH농도의 식은 다음과 같다.

[H⁺] 는 [H₃O⁺]와 같다고 봐도 무방하며, -log를 취한다는 것만 주목하면 될 것같다.

예를 들어 pH=8.2인 용액은 [H⁺] 의 활동도(농도)가 10^−8.2 M = 약 6.31 × 10⁻⁹ M이다.

[H⁺]의 활동도가 4.5 × 10⁻⁴ M 인 용액은 −log₁₀(4.5 × 10⁻⁴) M은 pH가 약 3.35이다.

재미있는 예시도 있는데,

수국의 꽃색깔을 토양의 pH에 따라 색이 변화한다.

위 사진과 같이 파란색인 경우에는 토양이 산성을 나타낸다는 것이고,

위  사진과 같이 분홍색인 경우에는 토양이 염기성을 나타낸다는 의미이다.

한편 pH를 측정하는방법에는 계산하는 방법 외에도 여러가지가 있다.

pH미터기, 지시약으로 판단하기, 전극을 계산하기 등등이 있는데,

가장편한것은 역시 pH미터기라고 할 수 있다.

사람이 눈으로 지시약을 보고 판단하는 것보다는 훨씬 정확하며, 편리하다.