귀농귀촌의 길목에서

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어떤 물질이 물에 녹으면 용해(溶解, solubilization)되는 것이다. 용해된 상태에서 그 물질이 양이온(+ion)과 음(-ion)이온으로 쪼개지면 전해(電解, ionization or dissociation) 되었다고 말한다. 그런 물질을 전해질(電解質 electrolyte)이라고 한다. 이온화되지 않는 물질은 비전해질(비(非電解質 nonelectrolyte)이다. 전해질이건 비전해질이건 간에 물에 용해되는 것은 물 분자들에 의해 물질의 분자나 이온이 둘러싸이기 때문이다. 이 현상을 수화(水和, hydration)라고 한다.

 

고전적인 의미의 산화는 산소(O)와 결합하는 것을 말하며 반대로 산화물에서 산소를 제거하는 것을 환원이라고 하였는데 지금은 산화수(酸化數, oxidation number)라는 개념을 쓴다. 즉 산화수가 증가하는 물질은 산화되었다고 말하고 그 반대로 산화수가 감소된 물질은 환원되었다고 말한다. 산화수가 증가하는 것은 물질이 전자(電子, electron)를 방출하기 때문이며 그 반대로 전자를 받아드리면 산화수가 감소한다고 말한다. 예를 들어 Fe2+ 이온은 산화수가 +2이며 Fe3+ 이온은 산화수가 +3이라고 한다. 그런데 Fe2+이온이 Fe3+으로 변하면 환원된 것이다. 산화수를 말할 때에는 반드시 +또는 -를 붙여야 한다.

 

 

순수한 물은 극히 일부만이 +이온과 -이온으로 해리(解離, dissociation)된다:

 

H2O(aq) ⇌ H+(aq) + OH-(aq)

 

여기서 아래첨자(aq)는 액체상태의 물을 나타낸다. 그런데 신맛이 나게 하는 것은 바로 H+(수소이온)이고 그 반대로 알칼리성을 나타내게 하는 것이OH-(수산화이온)인데 순수한 물은 이 2가지를 같은 농도(濃度, water solution)이든 간에 그 농도를 곱한 것은 일정한 수치를 가지고 있다:

 

[H+] × [OH-] = 1.0 ×1 0-7 (25℃)

 

여기서 [ ]은 물 농도(mole concentration)이다. 따라서 [H+]이 크면 [OH-]이 그만큼 적어지고 [H+]이 작아지면 [OH-]가 그만큼 커진다. 이러한 관계를 간단히 처리한 것이 pH라는 방법으로서 pH는 (수소이온 물농도라고 읽음)의 역대수(逆代數, reciprocal logarithm)로 정의된다.

일반적으로 토양pH교정은 점토나 부식함량에 따라 달라지는데 산성토양의 pH를 높이기 위해서는 탄산칼슘을 이용하고, 낮출 때는 유황을 사용하거나 다량의 강우나 담수처리에 의해서 염기를 용탈하기도 한다. pH 교정을 위한 자재 시용시에는 시용 후 pH의 원상복귀, 과잉시용 등도 염려되므로 한번에 목적 pH로 교정하는 것보다 매년 조금씩 개량하는 것이 좋다고 생각된다.

토양pH 교정자재의 시용효과는 토양에 따라서 다른데 부식함량이 많은 토양에서는 낮추기 어렵고, 사토에서는 빨리 낮아진다. 이것은 완충능이 서로 다르기 때문이지만 시용량을 정하는 데 있어서는 주의가 필요하다.