최종 업데이트: 2026-06-14

pH란

pH는 물에 녹은 용액이 얼마나 산성인지 또는 염기성인지를 나타내는 척도입니다. 수소 이온 농도의 밑이 10인 로그에 음의 부호를 붙인 값으로 정의되므로, H⁺ 농도가 작으면 pH가 높고 농도가 크면 pH가 낮습니다. 척도는 상온에서 0부터 14까지이며, 7이 중성 용액을 나타냅니다.

pH 공식

$$\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+]$$

기호	의미	단위
pH	산성도 척도	무차원
[H⁺]	수소 이온 농도	mol/L (M)

이 관계를 뒤집으면 농도를 다시 구할 수 있습니다.

$$[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}$$

척도가 로그이므로 pH 한 단위는 [H⁺]의 10배 변화에 해당합니다. pH 3 용액은 pH 4보다 수소 이온이 10배, pH 5보다 100배 많습니다.

pH, pOH, 물의 이온곱

물은 미량 자체 이온화하며, 25 °C에서 이온 농도의 곱은 일정합니다.

$$[\text{H}^+][\text{OH}^-] = K_w = 1\times10^{-14}$$

양변에 음의 로그를 취하면 짝이 되는 관계가 나옵니다.

$$\text{pH} + \text{pOH} = 14$$

따라서 pH 4 용액은 pOH가 10이고, pH 11 용액은 pOH가 3입니다. 이 계산기는 [H⁺], [OH⁻], pH, pOH 중 어느 것에서 시작해도 네 값을 모두 돌려줍니다.

계산 예시

수소 이온 농도가 2.5 × 10⁻⁵ M인 용액의 pH를 구해 보겠습니다.

$$\text{pH} = -\log_{10}(2.5\times10^{-5}) = 4.60$$

이어서 pOH = 14 − 4.60 = 9.40이고, [OH⁻] = 10⁻⁹·⁴⁰ ≈ 4.0 × 10⁻¹⁰ M입니다. pH가 7보다 낮으므로 이 용액은 산성입니다.

일상 물질의 pH

물질	대략적인 pH	성질
배터리 산	0	산성
레몬즙	2	산성
블랙커피	5	산성
순수한 물	7	중성
바닷물	8	염기성
베이킹 소다	9	염기성
가정용 표백제	13	염기성

강산과 약산

이 계산기는 입력한 농도와 pH를 직접 연결하며, 완전히 해리하는 HCl, NaOH 같은 강산과 강염기에서는 이 관계가 정확합니다. 약산과 약염기는 일부만 해리하므로 실제 [H⁺]가 표기된 농도보다 낮고 산 해리 상수 Ka에 따라 달라집니다. 약산의 경우 먼저 Ka와 농도로 [H⁺]를 계산한 뒤, 그 수소 이온 농도를 여기에 입력합니다.

약산과 그 짝염기로 이루어진 완충 용액의 pH는 헨더슨-하셀바흐 식 계산에서 다룹니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

pH를 구하는 공식은 무엇입니까?

pH는 수소 이온 농도의 밑이 10인 로그에 음의 부호를 붙인 값입니다: pH = −log₁₀[H⁺]. 여기서 [H⁺]는 리터당 몰 단위입니다. 예를 들어 [H⁺] = 1×10⁻³ M인 용액은 pH = −log₁₀(10⁻³) = 3입니다. 거꾸로 풀면 [H⁺] = 10^(−pH)입니다. 척도가 로그이므로 pH가 1 변할 때마다 수소 이온 농도는 10배 달라집니다.

pH와 pOH는 어떤 관계입니까?

25 °C에서 pH + pOH = 14입니다. 이는 물의 자체 이온화에서 비롯되며, [H⁺] × [OH⁻] = Kw = 1×10⁻¹⁴입니다. 양변에 음의 로그를 취하면 pH + pOH = 14가 됩니다. 따라서 pH 4인 용액은 pOH가 10이고, pH 11인 용액은 pOH가 3입니다. 상수 14는 25 °C 기준이며, Kw가 온도에 의존하므로 다른 온도에서는 조금 달라집니다.

pH 척도는 무엇을 뜻합니까?

pH 척도는 25 °C에서 0부터 14까지입니다. pH가 7보다 낮으면 산성(H⁺가 OH⁻보다 많음), 정확히 7이면 중성(둘이 같음), 7보다 높으면 염기성(알칼리성, OH⁻가 H⁺보다 많음)입니다. 익숙한 예로 레몬즙 ≈ 2, 블랙커피 ≈ 5, 순수한 물 = 7, 베이킹 소다 용액 ≈ 9, 가정용 표백제 ≈ 13입니다. 매우 진한 강산이나 강염기에서는 0보다 낮거나 14보다 높은 값도 가능합니다.

이 계산기는 왜 강산과 강염기를 가정합니까?

이 계산기는 입력한 수소 이온 농도와 pH를 직접 연결하며, 완전히 해리하는 강산과 강염기(HCl, NaOH 등)에서는 이 관계가 정확합니다. 약산과 약염기는 일부만 해리하므로 실제 [H⁺]가 표기된 농도보다 낮고 산 해리 상수(Ka)에 따라 달라집니다. 약산의 경우 먼저 Ka와 농도로 [H⁺]를 계산한 뒤, 그 [H⁺]를 여기에 입력하면 됩니다.