수소이온농도(pH)

pH의 정의

수소이온농도(pH)는 용액의 산성과 염기성 세기를 나타내는 값이다.

pH는 수소이온 활동도의 역수에 상용로그를 취한 값이다.

pH 7보다 작으면 산성, 7보다 크면 알칼리성이다.

pH와 수소이온 농도

pH는 로그 값이므로 역으로 계산하면 수소이온 농도를 구할 수 있다.

pH 8.2이면 수소이온 농도는 약 6.31×10⁻⁹ M이다.

반대로 수소이온 농도가 4.5×10⁻⁴ M이면 pH는 약 3.35이다.

pH가 1 작아지면 수소이온 농도는 10배 커진다.

정답은 10배다. pH 5인 물이 pH 6인 물보다 수소이온 농도가 10배 높다.

염소 소독과 pH

염소소독에서는 pH가 차아염소산과 차아염소산 이온의 비율을 정한다.

pH가 낮으면 차아염소산 비율이 높아 살균력이 크다.

pH가 높으면 차아염소산 이온이 많아져 살균력이 낮아진다.

그래서 같은 염소 농도라도 pH에 따라 살균력이 달라진다.

응집과 소독의 최적 pH

응집과 소독의 최적 pH는 서로 다르다.

응집은 응집제마다 최적 pH 범위가 다르고, 소독은 pH가 낮을수록 살균력이 크다.

그래서 한 값으로 맞추면 응집과 소독 중 한쪽이 희생된다.

먹는물 수질기준

상수도에서는 pH를 먹는물 수질기준으로 관리한다.

기준 범위는 5.8 이상 8.5 이하이며, 먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙에서 정한다.

광역·지방상수도 정수장은 수소이온농도를 매일 검사한다.

정리

정리하면 pH는 수소이온 활동도의 음의 상용로그다.

pH는 응집, 소독, 부식을 함께 좌우하는 기본 운전 인자다.

시험에서는 정의, 기준 범위, 공정 영향이 반복해서 출제된다.