pH값을 구하는 방법은?

pH값을 구하는 방법은

조금 수학적으로 표현하면 pH는 다음과 같이 정의됩니다.

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pH=-log [H+]

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log란, 로그(로걸리즘)를 말하며, x=10n일 때 n을 x의 대수라고 하며, n=logx와 같이 나타낸다.

예를들면log2=0.3010은2=100.3010이라는것을나타내고있습니다.

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0.01=10-2→log10-2=-2

0.1=10-1→log10-1=-1

1=100→log100= 0

10=101→log101=1

100=102→log102=2

1000=103→log103=3

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앞으로도 알 수 있듯이 log에서 1만 다르면 10배의 차이에 해당하게 됩니다.

순수한 물의 pH는

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pH=-log(1.0×10-7)=log10-7=7

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0.1mol/L의 염산 pH는

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pH=-log(1.0×10-1)=-log10-1=1

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(예1)

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0.1mol/L의 염산 중 OH-농도는 얼마나 될까요?

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물의 이온 곱 Kw는 다음 식에서 제공됩니다.

물의 이온 곱 Kw=[H+]×[OH-]=1.0×10-14(mol/L)2

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여기서［H+］는, 0.1 mol/L 이므로 10-1 이 됩니다.이것을 Kw의 식에 대입하면,

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［10-1］×［OH-］=1.0×10-14

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［OH-］=1.0×10-14/10-1=1.0×10-13

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이처럼 1.0×10-13이라고 하는 아주 작은 농도는 되지만, 산 속에도 미량의 OH-가 존재하고 있다는 것은 좀 신기한 것 같습니다.

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(예2)

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0.01mol/L의 수산화나트륨 NaOH 용액의 pH는 얼마가 되는지 생각해 봅시다.

수산화나트륨NaOH는 물에 녹아 다음과 같이 전리한다.

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NaOH→Na++OH-

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이 식을 보면 수산화나트륨 NaOH1모르에서 수산이온 OH-1모르와 나트륨이온 Na+1모르트가 생성되는 것을 알 수 있습니다.

0.01mol/L의 수산화나트륨 NaOH 용액의 수산이온 OH 농도는 0.01mol/L입니다.

물의 이온 곱 Kw는

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［H+］×［OH+］=1.0×10-14(mol/L)이기 때문에, 이 식에 수산 이온［OH-］=0.01 mol/L=10-2 mol/L를 대입하면 다음과 같이 됩니다.

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Kw=[H+] [10-2] = 1×10-14

　　　　　　 [H+] = 1×10-14/10-2

　　　　　 　[H+]=1×10-12

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pH=-log [H+]이기 때문에 여기에 대입하면

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pH=-log(1×10-12)=-log10-12=12

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따라서 0.01mol/L의 NaOH 용액의 pH는 12가 됩니다.

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0.01 mol/L의 NaOH 용액을 만들려면 어떻게 하면 좋을까요.

그러려면 먼저 NaOH1 모르가 몇 그램에 해당하는지 알 필요가 있습니다.

주기율표를 통해 Na, O, H의 원자량은 각각 23, 16, 1로 알 수 있습니다.

따라서 NaOH의 분자량은

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　 Na=23

　　O=16

+) H=1　

NaOH=40

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라고 하는 것이 됩니다.

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※ NaOH와 같은 이온 결합 화합물에는 NaOH라는 분자가 존재하지 않습니다.

따라서 엄밀하게는 NaOH와 같은 화학식에 의해 구하는 것은 분자량이라고 하지 않고 식량이라고 한다.

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NaOH1몰은 40g이기 때문에 0.01몰은 40×0.01=0.40g이 됩니다.

만일 순도 100%의 NaOH가 있고, 0.40g을 정확하게 측정하여 순수를 더해 1L의 용액으로 할 수 있다면 이 NaOH의 용액은 0.01mol/L의 용액이 되어 pH12를 나타냅니다.

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※ 화학에서는, 1 L의 물에 물건을 용해시키는 조작과 물에 용해시킨 후 정확하게 1 L의 용액으로 하는 조작을 구별하고 있습니다.

그것은 1L의 물에 물건을 용해시킨 경우 용액이 1L가 된다고는 할 수 없기 때문입니다.

따라서 어떤 물질의 수용액 1L를 만들고 싶은 경우에는 먼저 물질을 소량수로 녹인 후 다시 물을 더해 전체를 1L로 조정해야 합니다.

[출처] pH란? pH값을 구하는 법|작성자 다사랑

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