pH計算ツール：pH、pOH、弱酸、緩衝液
概要：pH計算ツールです。[H+]、強酸・弱酸・強塩基・弱塩基の濃度、緩衝液のpH（ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式）、pOH、pKaからpHを求めます。無料でWebブラウザ上で動作し、インストールは不要です。
pH、pOH、水素イオン濃度、水酸化物イオン濃度、強酸・強塩基水溶液のpH、希釈後のpH、緩衝液のpH、pKaを計算します。
プリセット
pH計算の公式
pH = -log10[H+]
25 °CでpH + pOH = 14
[H+] = 10^-pH
pH = pKa + log10(塩基 / 酸)
各モードの使い分け
- pH値の計算：[H+]からpH、またはpHから[H+]のモードを使います。
- pOHとpHの計算：pOH / [OH-]モードを使います。
- 水溶液のpH計算：完全に電離する単純な酸や塩基には強酸/強塩基モードを使います。
- 緩衝液のpH計算：弱酸と共役塩基の系にはヘンダーソン・ハッセルバルヒのモードを使います。
- pHからpKaの計算：塩基/酸の比がわかっている場合はpHからpKaモードを使います。
pH計算ツールの使い方
- モードを選びます：[H+]からpH、強酸/強塩基、弱酸/弱塩基、緩衝液のpH、希釈、pHからpKa。
- 濃度をmol/Lで入力します。指数表記（
1.8e-5）も使えます。 - pH、pOH、イオン濃度を読み取ります。結果は入力に合わせて更新されます。
- 結果の下にある式の行を使えば、実験レポートに計算過程を示せます。
例題
0.010 M HCl（強酸）
[H+] = 0.010 M
pH = −log(0.010) = 2.00
0.10 M 酢酸、Ka = 1.8 × 10−5
x²/(0.10 − x) = 1.8 × 10−5 → x = 1.33 × 10−3 M
pH = 2.88（電離度1.3%）
0.10 M NH3、Kb = 1.8 × 10−5
[OH−] = 1.33 × 10−3 M、pOH = 2.88
pH = 11.12
酢酸緩衝液（各0.10 M）
pH = 4.76 + log(0.10/0.10)
pH = 4.76
どのpHの式を使えばよいですか？
| 状況 | 分子式 |
|---|---|
| [H+]が既知 | pH = −log[H+] |
| 強酸、濃度C | [H+] = C ×（化学式あたりのH+数）。例：0.05 M H2SO4 ≈ 0.10 M H+ |
| 強塩基 | pOH = −log[OH−]、pH = 14 − pOH |
| 弱酸（Ka） | x²/(C − x) = Ka。xがCの5%未満なら x ≈ √(KaC) |
| 緩衝液 | pH = pKa + log([A−]/[HA])（ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式） |
すべてのモードは25 °C（Kw = 1.0 × 10−14）と理想的な希薄溶液を仮定しています。非常に薄い強酸・強塩基では水自身のH+/OH−も含めて計算するため、10−8 M HClは正しく8ではなくpH 6.98になります。
緩衝液を調製しますか？溶液調製計算ツールで質量を求め、MolDrawで酸と塩基の構造を描きましょう。
溶液調製計算ツールよくある質問
pHはどのように計算しますか？
pH = −log10[H+]。0.01 M HClでは[H+] = 0.01 Mなので、pH = 2.00です。逆に求めるには[H+] = 10^−pHです。
弱酸のpHはどのように計算しますか？
Kaと濃度を使います：x²/(C − x) = Kaをx = [H+]について解きます。0.10 Mの酢酸（Ka = 1.8 × 10⁻⁵）では、[H+] = 1.33 × 10⁻³ M、pH = 2.88です。
pHとpOHの関係は？
25 °Cでは、Kw = [H+][OH−] = 1.0 × 10⁻¹⁴なので、pH + pOH = 14です。
緩衝液のpHはどのように計算しますか？
ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式pH = pKa + log10([A−]/[HA])を使います。酸と塩基の濃度が等しければpH = pKaです。
10⁻⁸ M HClのpHが8にならないのはなぜですか？
酸で水を塩基性にすることはできません。非常に低い濃度では、水由来のH+（10⁻⁷ M）が無視できなくなります。これを含めるとpHは6.98となり、この計算ツールもその値を表示します。
酸を10倍に薄めるとpHは1上がりますか？
強酸ならpHが7に近づくまではそうなります。pH 3を10倍に薄めるとpH 4になりますが、さらに薄めても7を超えることはなく、7に近づいて頭打ちになります。
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