진도

이 과정에 대하여

25 °C의 순수한 물에서는 10억 분자 중 약 두 개만 이온으로 갈라져 있고, 산과 염기는 바로 그 작은 양에서 시작합니다. 거기서 레몬즙, 위산, 베이킹소다, 하수구 세정제가 하나의 척도 위 서로 다른 지점에 놓입니다. pH 2.4인 식초는 pH 7인 순수한 물보다 리터당 하이드로늄 이온이 약 4만 배 많습니다.

다섯 단원은 산과 염기가 무엇인지, 산이 금속, 탄산염, 염기와 하는 대표적인 반응에서 시작합니다. 이어서 pH 척도, 그다음 지시약입니다. 페놀프탈레인은 pH 8.3 아래에서는 색이 없고 그 위에서 분홍색이 됩니다. 다음은 강산과 약산입니다. 0.100 M에서 염산은 완전히 이온화되어 pH 1.00이지만, 아세트산은 양성자의 1.3%만 내놓아 pH 2.87입니다. 마지막 단원은 중화와 적정으로, 25.00 mL의 0.100 M 염산에 0.100 M 수산화나트륨을 넣으면 24.9 mL에서 25.1 mL 사이에 pH가 3.70에서 10.30으로 뜁니다. 실험실에서는 흔한 물질이 놓인 pH 척도를 따라 움직이며 색이 바뀌는 지시약 시험관 네 개를 봅니다. 고른 농도의 산 분자 100개를 그리고 이온화된 것은 A⁻와 H₃O⁺로 따로 보여 주며, OpenStax 표 14.2의 방식대로 적정을 계산합니다.

시작하기 전에

산과 염기는 화학 반응의 한 갈래입니다. 따라서 화학 반응, 특히 반응식 균형과 반응의 종류 단원을 먼저 보면 좋습니다. pH 눈금은 로그 눈금이고 pOH, pKa, 몰 농도를 묻는 문제가 나오므로 log 키가 있는 계산기가 있으면 편합니다.

마치고 나면

레몬즙, 베이킹소다, 배수구 세정제를 pH 눈금에 놓고, pH와 pOH를 서로 바꾸며, 페놀프탈레인처럼 범위에 맞는 지시약을 고를 수 있습니다. 같은 0.100 M인데도 염산의 pH가 아세트산보다 낮은 이유를 설명하고, 적정 결과로 산의 농도를 구할 수도 있습니다.

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원자
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주기율표
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이 과정의 출처 (10)

OpenStax Chemistry 2e (openstax.org/books/chemistry-2e): 4.2 neutralization and antacids (stomach roughly 0.03 M HCl, milk of magnesia Mg(OH)2, Al(OH)3)
14.1 Brønsted-Lowry acids and bases (Boyle 1680, Davy 1815, Arrhenius 1884, Brønsted and Lowry 1923, autoionization about two in a billion molecules, Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴ at 25 °C, about 5.6 × 10⁻¹³ at 100 °C)
14.2 pH and pOH (pH = −log[H3O+], stomach acid 1.2 × 10⁻³ M gives 2.92, vinegar about 4 × 10⁻³ M gives 2.4, blood 7.3, KOH 0.0125 M gives 12.10, neutral pH 6.31 at 80 °C, rainwater 5 to 6, acid rain below 5, pH meter resolution 0.001, Figure 14.2: 1 M HCl 0, gastric juice about 1.5, lime juice about 2, wine about 3.5, coffee about 5, milk of magnesia about 10.5)
14.3 relative strengths (six strong acids and six strong bases, Ka, percent ionization, 0.100 M acetic acid 1.3%)
14.6 buffers (normal blood pH about 7.4)
14.7 titrations (25.00 mL of 0.100 M HCl or acetic acid with 0.100 M NaOH, Table 14.2, equivalence pH 7.00 and 8.72, half-equivalence pH = pKa, Ka acetic acid 1.8 × 10⁻⁵, methyl orange Ka 4.0 × 10⁻⁴ red HIn and yellow In⁻, interval about pKa ± 1, phenolphthalein colourless below pH 8.3)
LibreTexts Acid-Base Indicators (litmus about 5 to 8, methyl orange 3.1 to 4.4, phenolphthalein 8.3 to 10.0; chem.libretexts.org) and bromothymol blue 6.0 to 7.6 yellow to blue (Prairie South indicator table via LibreTexts Chemistry 30)
PubChem acetic acid pKa 4.76 at 25 °C, sodium bicarbonate 0.1 M pH 8.3, ammonia 0.1 N pH 11.1, sodium hydroxide (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)
NOAA Ocean acidification (noaa.gov: surface ocean pH has fallen by 0.1 since the industrial revolution, about a 30 percent increase in acidity)
IUPAC CIAAW abridged standard atomic weights.

확인한 날: 2026-10-17