ph 하강과 상승의 원리

 

1. 물생활의 기본 지식인 수소 이온 농도 지수인 pH란?

순수한 물일 경우 1기압 25℃에서 수소 이온의 농도가 약 10^-7M(몰농도)이며, 이를 기준으로 산성도를 측정할 수 있지만, 수소 이온의 실제 몰수는 이처럼 매우 작은 값이므로 표현하기가 불편합니다. 따라서 간단하게 표현하기 위해 수소 이온량의 역수에 상용로그를 취한 값인 log₁₀(1/[H⁺])=log₁₀(1/10^-7)=7을 중성의 순수한 물로 잡고 수소 이온 농도 지수로 표현합니다.

pH가 높으면 염기성, 낮으면 산성인 것과 반대로 수소이온농도가 높으면 산성, 낮으면 염기성입니다.

 

2. pH를 높혀보자

흔히 산호사나 뼈산호로 pH를 높힌다고 알고 있습니다. 그렇다면 어떤 원리로 pH가 높아질까요? pH가 높다는 것은 수소이온농도가 낮아진다는 것!

산호의 주성분은 칼슘입니다. 칼슘(Ca)이 물(H2o)에 용해되면 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 생성됩니다. Ca(OH)2에서 OH-가 이온화 되므로, H+의 농도가 감소하게 되어 결과적으로 수소이온농도가 감소하게됩니다.

 

3. pH를 낮혀보자

흔히 연갈탄으로 pH를 낮춘다고 알고 있습니다. 그렇다면 어떤 원리로 pH가 낮아질까요? 먼저 연갈탄은 석탄의 한 종류입니다. 탄화 정도가 일반 갈탄과 달라서 탄소와 유기물들은 많지만 석탄 연료로 사용하기 어렵습니다.

연갈탄의 탄소가 물과 만나면 H2CO3 탄산이 만들어집니다.

H2CO3 탄산 => H+ (수소이온) + HCO3- (탄산수소이온)

HCO3- (탄산수소이온) => H+ (수소이온) + CO3 2- (탄산이온)

이렇게 수소이온이 증가해서 산성화가 됩니다.

한 예로 수초항에 고압이탄을 사용하면 pH 하강이 일어날 수 있습니다.