과학에 대해 배우지 않으려는 사람들조차도 pH라고 불리는 것에 대한 정기적 인 언급을 듣지 않고는 세계를 협상하기가 어려울 것입니다. 화학 수업에서 그것이 무엇인지 알 필요가 없다면, 단지 몇 개의 샴푸 광고를보기 만한다면 pH 수준에 대한 참조와 산도 및 알칼리도와 같은 관련 용어를 볼 수있을 것입니다.
그만큼 pH 규모 화학자들이 용액이 얼마나 산성 (또는 알칼리성, "산성"의 반대)인지 측정하기 위해 고안 한 도구입니다. 온수 욕조의 염소 수준을 확인하는 것부터 수많은 응용 분야에서 매일 사용됩니다. 생화학 자들이 산성도의 영향을받는 반응에 대한 이상적인 조건을 파악할 수 있도록해야합니다. 나오다.
물리 과학에서 사용되는 많은 도구와 마찬가지로 pH 척도는 일반적인 퀴즈 점수 나 백분율에 사용되는 0 ~ 10 또는 1 ~ 100 범위의 척도와 같이 "직관적 인"척도가 아닙니다. 그러나 일단 수용액 (분자)에서 분자의 거동 측면에서 숫자가 의미하는 바에 대해 깊이 인식하게되면 물 속의 구성 원자와 분자로 용해 됨), 전체 계획은 의미가있을뿐만 아니라 완전히 새로운 이해에 대한 새로운 문을 엽니 다. 화학.
pH 척도는 무엇입니까?
약어 pH는 "수소 이온의 전위"를 나타냅니다. 이 용어는 덴마크 생화학 자에 의해 만들어졌습니다. Søren Sørenson, "p"를 수소 이온 농도의 로그를 음의 값으로 취하라는 지시로 정의한 사람은 [H+]. pH는 음의 대수입니다. 어금니 단위 부피당 질량이 아닌 단위 부피당 총 이온의 척도 인 H의.
수학적으로 pH 정의는
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
두더지와 어금니는 무엇입니까?
많은 물리 과학에서 "농도"라는 개념은 다른 속성보다는 입자의 질량에 적용됩니다. 예를 들어, 5.85g (g)의 일반 소금 (염화나트륨 또는 NaCl)을 1,000 밀리리터 또는 mL (1 리터 또는 L)의 물 (H2O),이 경우 물 속의 염화나트륨 농도를 5.85 g / L, 5.85 mg / mL 또는 기타 동등한 단위로 표현할 수 있습니다.
그러나 화학에서 중요한 물질의 "양"은 얼마나 많은 그램이나 킬로그램이 있는지가 아니라 얼마나 많은 개별 원자 또는 분자가 있는지입니다. 이는 원자와 분자가 질량비가 아닌 원자 및 분 자비를 기준으로 서로 반응하기 때문입니다.
다른 종류의 원자 (즉, 다른 원소)는 질량이 다르며 그램의 수는 1 몰 (6.02 × 1023 원소 주기율표 (참고 자료 참조)에서 원소의 "상자"에 주어진 개별 입자).
예를 들어, H 분자 하나2O는 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자를 가지고 있습니다. 각 H의 질량은 약 1g이고 O 원자의 질량은 16g 미만입니다. 따라서 물 분자 질량의 16/18 = 88.9 %가 산소로 구성되어 있지만 물은 항상 H 대 O 원자의 비율이 2 대 1입니다.
이 개념은 몰 농도, 또는 리터당 몰, 지정 미디엄. 실제로 Na의 몰 질량은 23.0g이고 염소의 질량은 35.5g이므로 NaCl 1 몰 (계산시 1 몰)의 질량은 58.5g입니다. 5.85 g은 이것의 1/10이므로 5.85 g NaCl / 1 L = 0.1 M NaCl 용액,
로그 스케일이란?
로그 또는 로그에 익숙하지 않은 경우 수량의 실제 가변성을 수학적으로 더 관련이있는 형식으로 압축하는 쉬운 방법을 나타내는 것으로 생각하십시오. 로그는 위 첨자가 아닌 형식으로 처리되는 지수로, 수학적 계산과 일반적으로 계산기가 필요합니다.
당신이 알아야 할 부분은 수소 이온 농도가 10 배 증가 할 때마다 pH는 1 정수 단위로 감소하고 반대로. 이는 pH 5.0의 용액이 [H+]의 pH가 6.0이고 [H+] 3.0-pH 용액.
- 산 강도 (즉, 개별 산의 고유 한 특성)와 산 농도 (실험실에서 변경할 수 있음) 모두 용액의 pH를 결정합니다.
pH는 어떻게 측정됩니까?
언급했듯이 순수한 수소 이온의 1 몰 (1M) 용액 (관련 음이온 없음)의 pH는 0입니다. 이것은 본질적으로 보이지 않으며 pH 미터의 일부인 전극을 사용하여 pH를 측정하기위한 기준점으로 사용됩니다. 이들은 기준 용액과 관심 용액 간의 전압 차이를 후자의 pH 값으로 변환하도록 보정됩니다.
1 몰 리터당 이온 수는 약 6.02 × 10을 의미합니다.23 용액 리터당 개별 분자 또는 원자 (즉, 개별 입자).
pH의 중요성은 무엇입니까?
일반적인 pH 값은 위산 약 1.5, 라임 주스 약 2, 와인 3.5, 순수한 물 7, 건강한 사람의 혈액 7.4, 표백제 9, 가정용 암모니아 12입니다. 후자의 두 화합물은 매우 염기성이며 다른 메커니즘에 의해 산처럼 물리적 손상을 줄 수 있습니다.
혈액에서 순환하는 음이온 중탄산염 (HCO3−)는 물과 이산화탄소에서 형성되어 혈액을 약간 알칼리성으로 유지하고 H의 경우 "완충제"역할을합니다.+ 장기간 호흡이 중단되는 것처럼 이온은 혈액에 빠르게 축적됩니다.
산과는 대조적으로 물질 인 "제산제"에 대한 광고를 본 적이있을 것입니다. 종종 양성자를 받아 물을 형성하는 하이드 록실 (-OH) 그룹을 기부함으로써 양성자를받을 수 있습니다. 분자.
위장에서 자연적으로 분비하는 염산으로부터 위장에서 H + 이온을 "소탕"하면 산이 내부 막에 미치는 손상 효과를 완화 할 수 있습니다.
pH 계산 예
예: [H +]가 4.9 × 10 인 용액의 pH는 얼마입니까?−7 미디엄?
pH = -log [H+] = −log [4.9 × 10−7] = 6.31.
음의 부호는 측정 된 이온의 작은 농도가 솔루션은 음의 지수 값으로 인해 음의 결과를 가진 척도를 생성합니다.
예: pH가 8.45 인 용액의 수소 이온 농도는 얼마입니까?
이번에는 약간 다른 방식으로 동일한 방정식을 사용합니다.
8.45 = −log [H+] 또는 −8.45 = log [H+].
해결하려면 괄호 안의 숫자가 로그 자체의 값으로 올린 로그의 밑수 10이라는 사실을 사용합니다.
[H +] = 10−8.45 = 3.5 × 10−9 미디엄.
온라인 pH 계산기
관련 pH 값을 결정할 때 용액 내 산의 정체 및 농도를 조작 할 수있는 도구의 예는 참고 자료를 참조하십시오.
제공된 드롭 다운 목록에서 다른 산으로 실험하고 다른 몰 농도를 사용하면 pH에 대한 흥미로운 사실 발견: 산의 정체 (따라서 고유 한 강도)와 집중. 따라서 더 높은 몰 농도의 약한 산은 더 강한 산의 충분히 희석 된 용액보다 낮은 pH의 용액을 생성 할 수 있습니다.