물분자의 화학 2

물과 pH

 * pH의 정의: -log[H+] = pH, pOH의 정의: -log[OH-] = pOH

 물의 특이한 성질 중 하나는 물분자가 적은 양이기는 하지만 일부 해리(dissociation)되어 수소이온과 수산화이온으로 전환된다. 이 성질로 인해 물은 아주 많은 물질을 품을 수 있게 되었다. 지구상에서 물은 기체, 액체, 고체 모두가 자연계에서 발견된다. 지구에 존재하는 무기성 물질 중 이러한 물질은 물이 유일하다. 이렇게 특별한 물이 가장 많이 존재하는 곳은 해양이다. 해양의 물은 지구 표면의 2/3를 차지하며, 그 특별함으로 인해 지구의 에너지 흐름과 기후에 결정적 영향을 준다. 이러한 해양의 물을 내부에서 살펴보면 참으로 많은 물질이 포함되어 있다. 물은 음이온 물질, 양이온 물질, 수용성 유기물 등을 광범위하게 포함하고 있다. 이러한 물의 높은 포용력은 어디서 오는 것일까? 이는 바로 물이 수소이온과 수산화이온으로 해리되는 성질에 기인한다.

지구상의 가장 흔한 물질인 물. 그 흔한 물에 포함된 독특한 특성때문에 지구상에 생명체가 존재하고, 생명의 신비함이 시작되었다. 생명체내의 수소이온과 수산화이온의 농도는 생명현상에 바로 영향을 줄만큼 매우 중요하다. 물속에 존재하는 음이온들은 (-)전하를 띠기 때문에 물의 해리로부터 발생된 (+)전하의 수소이온과 쉽게 결합한다. 마찬가지로 물속의 (+)전하를 띤 이온들은 물의 해리로부터 발생된 수산화기(OH-)와 결합하여 존재하게 된다. 이렇게 물속에 유입되는 많은 이온들은 물속에 늘 존재하는 수소이온 또는 수산화이온과 상호작용하며 이로 인해 물에 들어오는 많은 물질들과의 화학적 상호 작용이 나타난다. 이러한 중요성을 반영하여 물속의 수소이온농도와 수산화이온농도를 특별히 표시하는 방법이 생겨났다 . 물속에서 수소이온 농도와 수산화이온 농도는 특정한 표현으로 정의된다. pH로 표기하여 나타내는 것은 수소이온의 농도를 반영하며, pOH로 표기하여 나타내는 것은 수산화이온의 농도를 반영한다.

빠른 반응을 하는 수소이온의 농도를 주로 하여 pH로 표현하는 경우, pOH = 14= pH로 구할 수 있다.