산과 염기 (pH)

통합과학2 · 변화와 다양성 — 산은 물에 녹아 수소 이온 H⁺를, 염기는 수산화 이온 OH⁻를 내놓는다. 그 농도를 «다루기 쉬운 숫자»로 나타낸 것이 pH다. pH가 1 작아지면 H⁺ 농도는 10배 커진다.

1. 직접 해보기

물질을 고르거나 pH 슬라이더를 움직이면, 용액 색(만능 지시약)과 리트머스·페놀프탈레인 반응, 그리고 H⁺·OH⁻ 이온 농도가 함께 바뀐다.

pH 7.0

분류

중성

[H⁺] (mol/L)

1e-7

[OH⁻] (mol/L)

1e-7

리트머스

변화 없음

물질을 골라 보세요.

2. 산과 염기의 성질

	산 (pH < 7)	염기 (pH > 7)
이온	H⁺ 내놓음	OH⁻ 내놓음
맛	신맛	쓴맛
촉감	–	미끈미끈
푸른 리트머스	붉게	변화 없음
붉은 리트머스	변화 없음	푸르게
페놀프탈레인	무색	붉게
금속과 반응	수소 기체 발생	대체로 없음(일부 예외)
예	염산, 황산, 아세트산(식초), 탄산	수산화나트륨, 암모니아, 수산화칼슘

3. pH는 «로그 척도»

pH = −log₁₀[H⁺] | [H⁺] × [OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴ (25℃)

pH 4인 식초는 pH 5인 산성비보다 H⁺ 농도가 10배, pH 7인 물보다 1000배 진하다. 이 «10배씩» 성질 때문에 강한 산·염기는 소량으로도 위험하다. 위산(pH ≈ 1.5)이 강한 이유이기도 하다. 바다의 pH가 8.2 → 8.1로 «조금» 낮아진 것도 실제로는 H⁺가 약 30% 늘어난 «해양 산성화»다.

한 줄 요약 — 산은 H⁺, 염기는 OH⁻. pH는 H⁺ 농도의 −log 값이라 1 차이가 10배 차이다. 리트머스·페놀프탈레인 같은 지시약으로 색을 보고 산·염기를 구별한다.

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