pH정의와 그 원리

목차

1. pH란?
2. 산성용액의 pH
3. 알카리성용액의 pH
4. Citric acid(C6H8O7)
5. NH4Cl
6. CaCO3
7. NaHCO3
8. NH3
9. 참고문헌

본문내용

앞의 p는 '마이너스 로그(-log)'를, H는 수소이온의 농도를 뜻하는 것으로 용액의 산성도를 가늠하는 척도로서 이용되는 값이다.
pH = -log10[H+] = log10(1/[H+])
25도에서 물의 이온화상수는 10^-14 이다.
식으로 쓰면,
[H2O] → [H+] + [OH-]
[H+][OH-]=10^-14
물은 자동이온화과정을 통해 1.0×10-7M(몰농도)의 수소이온과 1.0×10-7M의 수산화이온을 만든다. 그래서 순수한 물의 pH는 -log10(1.0×10-7) = 7(중성) 이다.

<중 략>

이 용액의 농도는 0.02몰/2L = 0.01몰/L = 0.01M(몰농도)이다. HCl은 물에 녹아 거의 100% 이온화하므로 0.01M의 HCl이 0.01M의 수소이온(H+)과 0.01M의 염화이온(Cl-)을 만든다. 따라서 HCl수용액의 수소이온농도 [H+]는 1.0×10-2M이 된다. 따라서 이 용액의 pH는 pH = -log10[H+] = -log10(1.0×10-2) = 2가 된다.

<중 략>

넣어준 NaOH에는 수소이온이 없는데 두 NaOH 용액의 수소이온 농도가 다를까?
그것은 NaOH에서 나온 OH- 이온이 물의 이온화 반응을 억제시키기 때문이다.
[H2O] → [H+] + [OH-]
에서 생성물인 [OH-]를 첨가해주면 르 샤틀리에 법칙에 따라 정반응이 억제된다.
그래서 정반응의 생성물인 [H+] 은 줄어들고, 결과적으로 [H+]과 [OH-]를 곱한 값은 상수로 유지되는 것이다.
문제>> 0.005M 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액의 pH는 얼마인가?
[OH-] = 0.005M X 2 = 10^-2
[pOH] = 2 이고
[pOH] + [pH] = 14 임을 이용해서
[pH] = 12

참고 자료

OXTOBY et al. 1993, Principles of modern Chemistry, 2'nd, Thomson