사용 방법
- 네 칸 중 값을 가진 칸에 입력하고 나머지 셋은 비워 둡니다.
- 25 ℃가 아닌 조건이 아니라면 pKw 는 14.00 그대로 두세요. 37 ℃라면 13.6 쪽에 가깝습니다.
- 나머지 셋이 아래에 나옵니다. 두 칸을 채우면 답 대신 오류가 나옵니다. 답이 둘이 되기 때문입니다.
💡 지수는 e를 사용해 입력할 수 있습니다. 예를 들어 1.5×10⁻⁵ 은 1.5e-5 로 입력하면 계산됩니다.
공식 설명 및 주의사항
관계는 둘뿐입니다. 농도는 10의 −p 제곱이고, pH 와 pOH 를 더하면 pKw 입니다. 이 페이지에서 주의를 기울일 것은 계산이 아니라 «농도»라는 낱말입니다. pH 의 정의가 그것이 아니기 때문입니다.
물리량 넷, 관계 둘입니다.
- p 에서 농도로
- [H⁺] = 10^(−pH) [OH⁻] = 10^(−pOH)
- 농도에서 p 로
- pH = −log₁₀[H⁺] pOH = −log₁₀[OH⁻]
- 두 쪽의 합
- pH + pOH = pKw (25 ℃에서 14.00)
25 ℃ 기준점
| pH | [H⁺] (mol/L) | pOH | |
|---|---|---|---|
| 1 M 강산 | 0 | 1 | 14 |
| 위산 | 1.5 | 3.2 × 10⁻² | 12.5 |
| 중성 | 7 | 1 × 10⁻⁷ | 7 |
| 혈액 | 7.4 | 4.0 × 10⁻⁸ | 6.6 |
| 1 M 강염기 | 14 | 1 × 10⁻¹⁴ | 0 |
pH 가 1 움직이면 농도는 10배 움직입니다. 측정값이 0.3 흔들렸다는 것은 두 배 흔들렸다는 뜻이라는 것을 늘 눈앞에 두는 편이 좋습니다.
실무 주의사항
- ⚠️⚠️ IUPAC 은 pH 를 농도가 아니라 «활량»으로 정의합니다. Gold Book P04524 가 pH = −lg[a(H⁺)] 를 주면서, 단일 이온의 활량계수를 계산할 수 없으므로 pH 는 독립적으로 측정될 수 없고 따라서 «관념적 정의»로만 볼 수 있다고 덧붙입니다. JIS Z 8802:2011 3.1 은 대신 조작적으로 정의합니다. pH 표준액을 기준으로 유리전극 pH계가 재는 기전력에서 구하는 값입니다.
- 그래서 이 페이지가 계산하는 [H⁺] = 10^(−pH) 는 «활량계수를 1로 둔» 농도입니다. 묽은 용액에서는 충분히 가깝고, 이온세기가 커질수록 어긋납니다. 1 M 염 용액에서는 좋은 수가 아닙니다.
- ⭐ pKw 를 입력으로 둔 것은 온도에 따라 움직이기 때문입니다. 25 ℃에서 14.00, 37 ℃에서 약 13.6 입니다. 체온 조건의 완충액을 14.00 으로 계산하면 pOH 가 0.4쯤 어긋납니다. 온도·밀도 전 범위 값은 Bandura & Lvov, J Phys Chem Ref Data 에 있고 변환기가 담을 범위를 넘습니다.
- 중성이 늘 pH 7 인 것은 아닙니다. 중성은 [H⁺] 와 [OH⁻] 가 같다는 뜻이고 그 자리는 pKw ÷ 2 입니다. 25 ℃에서 7.00, 37 ℃에서 약 6.8 입니다. pH 7.4 의 혈액은 중성보다 염기성이지만, 숫자가 주는 인상보다는 덜합니다.
- 0~14 밖의 pH 도 실재하고 이 도구는 계산합니다. 발연산과 진한 알칼리가 그 범위 밖에 있습니다. 0~14 는 25 ℃의 pKw 에서 따라 나온 결과이지 법칙이 아닙니다. 이 도구가 거절하는 것은 0 이하의 농도이고, 그 자리에서는 로그가 정의되지 않습니다.
자주 묻는 질문
활량계수를 1로 가정했을 때의 농도입니다. pH 는 활량으로 정의되고, 이온세기가 커질수록 활량과 농도가 갈라집니다. 묽은 완충액에서는 차이가 작고 진한 염 용액에서는 그렇지 않습니다. 여기 나오는 수는 쓸모 있고 «근사»이며, 그것을 조용히 측정값처럼 내놓지 않고 이렇게 적어 둡니다.
14.00 은 25 ℃의 값인데, 25 ℃에서만 실험하는 사람은 거의 없기 때문입니다. 37 ℃에서는 약 13.6 이라, 14.00 으로 계산한 pOH 는 0.4 어긋납니다. 수산화이온 농도로는 2.5배입니다. 상수로 박아 두면 답을 바꾸는 온도 의존성이 숨습니다.
아닙니다. 중성은 [H⁺] 와 [OH⁻] 가 같다는 뜻이고 그 자리는 pKw ÷ 2, 즉 체온에서 약 6.8 입니다. pH 7.4 의 혈액은 중성보다 염기성인데, 고정된 7.00 에서 읽는 0.4 가 아니라 0.6 쯤입니다.
있고, 이 도구도 계산합니다. 진한 강산은 0 아래로, 진한 알칼리는 14 위로 갑니다. 0~14 범위는 25 ℃의 pKw 에서 나온 결과이지 «산성은 여기까지»라는 규칙이 아닙니다. 그 바깥을 «측정»하는 것은 별개 문제입니다. 유리전극은 범위 안의 표준액으로 교정되니까요.
0의 로그가 수가 아니기 때문입니다. 농도가 정확히 0이면 pH 가 무한대인데, 물로 된 용액 중에 그런 것은 없습니다. 물의 자체 이온화만으로도 [H⁺] 가 10⁻⁷ 근처에 유지됩니다. Infinity 를 찍는 것보다 거절하는 편이 정직합니다.
없습니다. JIS Z 8802 는 pH 를 «교정된 유리전극이 표준액에 대해 읽는 값»으로 정의합니다. pH 가 나오는 곳은 pH계입니다. 이 페이지는 이미 가진 pH 를 나머지 세 값으로 바꾸는 일만 합니다.