사용 방법
- 네 칸 중 아는 값을 가진 칸에 입력하고 나머지 셋은 비워 둡니다.
- 25 ℃ 조건이라면 pKw는 14.00 그대로 두세요. 37 ℃라면 13.6에 가깝습니다.
- 나머지 셋이 아래에 표시됩니다. 두 칸을 채우면 답 대신 오류가 표시됩니다. 해가 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, pH와 pOH를 더하면 pKw입니다. 이 페이지에서 주의할 것은 계산이 아니라 「농도」라는 단어입니다. pH의 정의가 농도가 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 |
pH가 1 변하면 농도는 10배 변합니다. 측정값이 0.3 변동했다는 것은 농도가 2배 변동했다는 뜻임을 항상 염두에 두세요.
실무 주의사항
- ⚠️⚠️ IUPAC은 pH를 농도가 아니라 활량으로 정의합니다. Gold Book P04524가 pH = −lg[a(H⁺)]를 제시하면서, 단일 이온의 활량계수를 계산할 수 없으므로 pH는 독립적으로 측정할 수 없고 따라서 관념적 정의로만 볼 수 있다고 덧붙입니다. JIS Z 8802:2011 3.1은 대신 조작적으로 정의합니다. pH 표준액을 기준으로 유리전극 pH계가 측정한 기전력에서 구하는 값입니다.
- 따라서 이 페이지가 계산하는 [H⁺] = 10^(−pH)는 활량계수를 1로 둔 농도입니다. 묽은 용액에서는 충분히 근접하지만, 이온세기가 커질수록 어긋납니다. 1 M 염 용액에서는 신뢰할 만한 값이 아닙니다.
- ⭐ pKw를 입력으로 둔 것은 온도에 따라 변하기 때문입니다. 25 ℃에서 14.00, 37 ℃에서 약 13.6입니다. 체온 조건의 완충액을 14.00으로 계산하면 pOH가 0.4가량 어긋납니다. 온도·밀도 전 범위 값은 Bandura & Lvov, J Phys Chem Ref Data에 있으며 변환기가 담을 범위를 넘습니다.
- 중성이 항상 pH 7인 것은 아닙니다. 중성은 [H⁺]와 [OH⁻]가 같다는 뜻이며 그 지점은 pKw ÷ 2입니다. 25 ℃에서 7.00, 37 ℃에서 약 6.8입니다. pH 7.4의 혈액은 중성보다 염기성이지만, 수치가 주는 인상만큼 크지는 않습니다.
- 0~14 범위 밖의 pH도 실재하며 이 도구는 그 값도 계산합니다. 발연산과 진한 알칼리가 그 범위 밖에 있습니다. 0~14는 25 ℃의 pKw에서 도출된 결과이지 법칙이 아닙니다. 이 도구가 거절하는 것은 0 이하의 농도이며, 그 값에서는 로그가 정의되지 않습니다.
자주 묻는 질문
활량계수를 1로 가정했을 때의 농도입니다. pH는 활량으로 정의되며, 이온세기가 커질수록 활량과 농도가 벌어집니다. 묽은 완충액에서는 차이가 작지만 진한 염 용액에서는 그렇지 않습니다. 여기 표시되는 값은 유용한 근사이며, 측정값처럼 제시하지 않고 이 점을 명시합니다.
14.00은 25 ℃의 값인데, 25 ℃에서만 실험하는 경우는 드물기 때문입니다. 37 ℃에서는 약 13.6이므로 14.00으로 계산한 pOH는 0.4 어긋납니다. 수산화이온 농도로는 2.5배 차이입니다. 상수로 고정하면 결과를 바꾸는 온도 의존성이 감춰집니다.
아닙니다. 중성은 [H⁺]와 [OH⁻]가 같다는 뜻이며 그 지점은 pKw ÷ 2, 즉 체온에서 약 6.8입니다. pH 7.4의 혈액은 중성보다 염기성인데, 고정된 7.00 기준의 0.4가 아니라 0.6가량입니다.
가능하며, 이 도구도 그 값을 계산합니다. 진한 강산은 0 아래로, 진한 알칼리는 14 위로 갑니다. 0~14 범위는 25 ℃의 pKw에서 도출된 결과이지 「산성은 여기까지」라는 규칙이 아닙니다. 다만 그 범위 밖을 측정하는 것은 별개 문제입니다. 유리전극은 범위 안의 표준액으로 교정되기 때문입니다.
0의 로그가 정의되지 않기 때문입니다. 농도가 정확히 0이면 pH가 무한대인데, 수용액 중에 그런 것은 없습니다. 물의 자체 이온화만으로도 [H⁺]가 10⁻⁷ 부근에 유지됩니다. 무한대를 표시하는 것보다 거절하는 편이 정확합니다.
불가능합니다. JIS Z 8802는 pH를 「교정된 유리전극이 표준액에 대해 측정한 값」으로 정의합니다. pH를 산출하는 것은 pH계입니다. 이 페이지는 이미 확보한 pH를 나머지 세 값으로 변환하는 역할만 합니다.