SJG-2083CS 온라인 산성/알칼리성 농도 측정기

순수한 물에서는 분자 중 일부가 해리라는 과정을 통해 H2O 구조에서 수소 원자 하나를 잃습니다. 따라서 물에는 소량의 수소 이온(H+)과 잔류 수산화 이온(OH-)이 포함됩니다.

소량의 물 분자가 지속적으로 생성되고 해리되는 과정이 평형을 이루고 있다.

물 분자 내의 수소 이온(OH-)은 다른 물 분자와 결합하여 하이드로늄 이온(H3O+)을 형성하는데, 이는 흔히 간단히 수소 이온이라고 불립니다. 이러한 수산화 이온과 하이드로늄 이온이 평형 상태에 있기 때문에 용액은 산성도 알칼리성도 아닙니다.

산은 용액에 수소 이온을 내놓는 물질이고, 염기 또는 알칼리는 수소 이온을 받아들이는 물질입니다.

수소를 포함하는 모든 물질이 산성인 것은 아닙니다. 수소가 쉽게 방출될 수 있는 상태로 존재해야 하는데, 대부분의 유기 화합물은 수소가 탄소 원자에 매우 강하게 결합되어 있기 때문입니다. 따라서 pH는 용액으로 방출하는 수소 이온의 양을 보여줌으로써 산성의 강도를 정량화하는 데 도움이 됩니다.

염산은 강산입니다. 수소 이온과 염화 이온 사이의 이온 결합은 극성 결합으로, 물에 쉽게 용해되어 많은 수소 이온을 생성하고 용액을 강산성으로 만들기 때문입니다. 이것이 염산의 pH가 매우 낮은 이유입니다. 또한, 물 속에서의 이러한 해리는 에너지 이득 측면에서도 매우 유리하기 때문에 쉽게 일어납니다.

약산은 유기산처럼 수소를 내놓기는 하지만 쉽게 내놓지 않는 화합물입니다. 예를 들어 식초에 들어 있는 아세트산은 많은 수소를 포함하고 있지만, 카르복실산 그룹 내에 존재하며 공유 결합 또는 비극성 결합으로 수소를 유지하고 있습니다.

결과적으로 수소 원자 중 하나만 분자에서 떨어져 나갈 수 있으며, 그마저도 수소를 내어준다고 해서 안정성이 크게 향상되는 것은 아닙니다.

염기 또는 알칼리는 수소 이온을 받아들이며, 물에 첨가하면 물의 해리로 생성된 수소 이온을 흡수하여 수산화 이온 농도가 증가하게 되므로 용액이 알칼리성 또는 염기성을 띠게 됩니다.

흔히 볼 수 있는 염기의 예로는 비누 제조에 사용되는 수산화나트륨(양잿물)이 있습니다. 산과 염기가 정확히 같은 몰 농도로 존재할 때, 수소 이온과 수산화 이온은 서로 쉽게 반응하여 염과 물을 생성하는데, 이 반응을 중화 반응이라고 합니다.