산과 염기의 '산도'(酸度)란?

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산과 염기의 산도(酸度)를 규정한 쇠렌센(SØrensen)

 

 

산성(酸性 acidity)과 염기성(鹽基性 alkalinity), 즉 물에 녹아 있는 수소 이온(H⁺)의 농도를 나타내는 산도(酸度 pH Scale)는 화학, 생리학, 의학 등에서 매우 중요한 개념이다. 산도(산성도)를 영어로 pH라고 나타내는 것은 ‘power of hydrogen'을 의미한다. pH를 어떤 경우 ’페하‘라고 발음하는 것은 독일식 발음에서 온 것이다.  

 

“산성이 가장 강한 용액은 산도가 0이고, 알칼리성(염기성)이 가장 강한 용액은 산도가 14이다. 그 중간인 7은 중성(中性) 용액이고, 산도가 7보다 적은 수치이면 산성, 7보다 크면 알칼리성이다.”

 

덴마크의 화학자 쇠렌 피터 쇠렌센(SØren Peter SØrensen 1868-1937)은 산과 알칼리의 척도(尺度 scale)를 나타내는 pH 개념을 1909년에 처음 창안했다(산과 염기에 대한 개념은 ‘브뢴스테드-로우리’의 개념 참고).

 

pH 수치는 물에 녹아 있는 수소 이온(H⁺)의 농도를 로그(logarithm)의 역수로 나타낸 것이다. 예를 들어 컵에 담긴 맥주의 pH가 4라면, 수소 이온의 농도(활동도)는 10^-4 mol/L이고, 바닷물의 pH가 8.2이라면 수소 이온 농도는 10^-8.2 mol/L이다.

 

일반적으로 수소이온은 H+로 표시한다. 즉 물은  H₂O -> H⁺ + OH^-

 

그러나, 수소 원자는 양성자 1개와 전자 1개로 이루어져 있음으로, 수소 원자에서 전자만 떨어져 나온다면 양성자만 남게 되는데, 양성자가 홀로 남는 이런 현상은 실제로 일어나지 않는다. 그러므로 ‘수소 이온’이라고 말하는 것은 H₃O⁺ 상태를 말한다. 즉,

​

2H₂O -> H₃O⁺ + OH^-  상태이며, H₃O⁺는 ‘하이드로늄 이온’(hydronium ion)이라 말한다.

 

 

중요 물질의 산도

순수한 물	7.0	일반 식수	6.3~6.6
배터리 용액	0.1~0.3	바닷물	7.8~8.3
위산(胃酸)	1.0~3.0	사이다	2.5~3.5
식초	2.4~3.4	암모니아	10.6~11.6
좋은 토양	6.0~7.0	배수관 청소 용액	14

 

 

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