정의
pH = −log10[H+]입니다. [H+]는 mol/L로 나타낸 수소 이온 농도입니다. pH가 1 다르면 농도는 10배 다릅니다. 25 °C에서 pH + pOH = 14입니다.
강산과 강염기
HCl 같은 강산은 완전히 이온화하므로 [H+]는 산의 농도와 같습니다. 0.01 M HCl의 pH는 −log(0.01) = 2.00입니다. 강염기는 [OH−]로 pOH를 구하고 14에서 뺍니다. 0.01 M NaOH는 pOH가 2, pH가 12입니다.
약산
약산은 일부만 이온화하며, 그 정도는 산 해리 상수 Ka로 정해집니다. 산이 너무 묽지 않다면 [H+] ≈ √(Ka × C)입니다. 0.1 M 아세트산(pKa 4.76)이라면 √(10−4.76 × 0.1) = 1.3 × 10−3 M이므로 pH는 약 2.9입니다.
완충 용액
완충 용액은 약산과 그 짝염기의 조합입니다. pH는 헨더슨-하셀바흐 식으로 구합니다: pH = pKa + log([A−] ÷ [HA]). pH 5.0 아세트산 완충 용액이라면 염기와 산의 비는 105.0 − 4.76 = 1.74입니다. 완충 용액은 pKa 앞뒤 1 정도 범위에서 가장 잘 작동합니다.
계산 도구
pH 계산기는 [H+], pOH, [OH−], 강산·강염기, 약산·약염기로 pH를 구합니다. 완충 용액 계산기는 정해진 농도와 부피의 완충 용액에 필요한 비율과 산과 염기의 양을 보여 줍니다.