pH 계산기 - 산, 염기, 완충 용액

pH는 수용액이 얼마나 산성 또는 염기성인지를 나타내는 표준 지표입니다. 수소 이온 농도의 10을 밑으로 하는 음의 로그로 정의되며, pH = −log₁₀[H⁺]로 표현됩니다. 이 값은 매우 넓은 농도 범위를 보통 0에서 14 사이의 편리한 척도로 압축합니다. pH 7은 중성, 7보다 낮으면 산성, 7보다 높으면 염기성(알칼리성)입니다. 로그 척도이므로 정수 1단계가 바뀔 때마다 수소 이온 농도는 10배 변합니다. 예를 들어 pH 3 용액은 pH 4보다 10배, pH 5보다 100배 더 산성입니다. 이 pH 계산기는 일반화학과 분석화학에서 자주 만나는 다섯 가지 용액 유형을 처리합니다. 완전히 해리되는 강산의 경우 수소 이온 농도는 산 농도와 같으므로 pH = −log₁₀(C)입니다. 강염기에서는 수산화 이온 농도가 염기 농도와 같아 pOH = −log₁₀(C), pH = 14 − pOH가 됩니다. 이 두 경우는 mol/L 단위의 농도만 입력하면 됩니다. 약산과 약염기는 부분적으로만 해리되므로 해리 상수가 필요합니다. 약산의 경우 계산기는 평형 근사 [H⁺] = √(Ka · C)를 사용하며, Ka = 10^(−pKa)입니다. 약염기는 [OH⁻] = √(Kb · C)를 사용합니다. pKa 또는 pKb와 농도를 입력하면 계산기는 나온 이온 농도에서 pH를 반환합니다. 이 제곱근 근사는 해리되는 양이 초기 농도에 비해 작다고 가정하며, 일반적인 희석된 약전해질 용액에서는 잘 맞습니다. 완충 용액은 약산과 그 짝염기의 혼합물로, pH 변화에 저항합니다. Henderson-Hasselbalch 방정식 pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA])로 계산합니다. 산의 pKa와 산(HA), 그리고 그 짝염기(A⁻)의 몰 농도를 입력하세요. 두 값이 같으면 pH는 pKa와 같아지며, 그래서 완충액은 pKa 근처에서 가장 효과적입니다. 완충액은 생화학, 세포 배양, 발효, 그리고 안정적인 pH가 필요한 모든 과정에서 중요합니다. 이 계산기는 pH뿐 아니라 pOH, [H⁺], [OH⁻]도 표시하므로 용액의 평형을 한눈에 볼 수 있습니다. 여기의 단순한 공식은 25 °C에서의 이상적인 거동을 가정하며, 물의 이온곱 Kw = 1×10⁻¹⁴를 사용합니다. 매우 진한 용액, 극단적인 pH, 온도 변화, 활동도 효과는 실제 측정값을 약간 바꿀 수 있으므로, 결과는 보정된 pH 미터의 대체가 아니라 학습과 계획을 위한 정확한 추정치로 보세요.