pH 計算器:pH、pOH、弱酸與緩衝溶液
簡而言之:pH 計算器:由 [H+]、強酸/強鹼或弱酸/弱鹼濃度求 pH,計算緩衝溶液 pH(韓德森–哈塞爾巴赫)、pOH 與 pKa。完全免費,在網頁瀏覽器中執行,不需下載。
計算 pH、pOH、氫離子濃度、氫氧根離子濃度、強酸/強鹼溶液 pH、稀釋後 pH、緩衝溶液 pH 與 pKa 值。
預設範例
pH 計算器公式
pH = -log10[H+]
pH + pOH = 14(25 °C)
[H+] = 10^-pH
pH = pKa + log10(鹼 / 酸)
各 pH 計算模式的使用時機
- pH 值計算:使用 [H+] 轉 pH 或 pH 轉 [H+] 模式。
- pOH 與 pH 計算:使用 pOH / [OH-] 模式。
- 溶液 pH 計算:對於完全解離的簡單酸與鹼,使用強酸/強鹼模式。
- 緩衝溶液 pH 計算:對於弱酸/共軛鹼系統,使用韓德森–哈塞爾巴赫模式。
- 由 pH 求 pKa:已知鹼/酸比例時,使用「由 pH 求 pKa」模式。
如何使用 pH 計算器
- 選擇模式:[H+] 轉 pH、強酸/強鹼、弱酸/弱鹼、緩衝溶液 pH、稀釋或由 pH 求 pKa。
- 以 mol/L 輸入濃度,可使用科學記號(
1.8e-5)。 - 讀取 pH、pOH 與離子濃度。結果會隨輸入即時更新。
- 利用結果下方的公式列,在實驗報告中寫出計算過程。
範例解析
0.010 M HCl(強酸)
[H+] = 0.010 M
pH = −log(0.010) = 2.00
0.10 M 乙酸,Ka = 1.8 × 10−5
x²/(0.10 − x) = 1.8 × 10−5 → x = 1.33 × 10−3 M
pH = 2.88(解離 1.3%)
0.10 M NH3, Kb = 1.8 × 10−5
[OH−] = 1.33 × 10−3 M, pOH = 2.88
pH = 11.12
乙酸緩衝溶液,各 0.10 M
pH = 4.76 + log(0.10/0.10)
pH = 4.76
該用哪個 pH 公式?
| 情況 | 公式 |
|---|---|
| 已知 [H+] | pH = −log[H+] |
| 強酸,濃度 C | [H+] = C ×(每個化學式單位的 H+ 數);例如 0.05 M H2SO4 ≈ 0.10 M H+ |
| 強鹼 | pOH = −log[OH−], pH = 14 − pOH |
| 弱酸(Ka) | x²/(C − x) = Ka;若 x < C 的 5%,x ≈ √(KaC) |
| 緩衝溶液 | pH = pKa + log([A−]/[HA])(韓德森–哈塞爾巴赫) |
所有模式均假設 25 °C(Kw = 1.0 × 10−14)與理想稀溶液。對於極稀的強酸與強鹼,計算器會納入水本身的 H+/OH−,因此 10−8 M HCl 會正確得到 pH 6.98,而不是 8。
要配製緩衝溶液嗎?用溶液配製計算器算出所需質量,再在 MolDraw 中畫出酸鹼結構。
溶液配製計算器常見問題
如何計算 pH?
pH = −log10[H+]。0.01 M HCl 的 [H+] = 0.01 M,因此 pH = 2.00。反過來,[H+] = 10^−pH。
如何計算弱酸的 pH?
使用 Ka 與濃度:解 x²/(C − x) = Ka,求 x = [H+]。0.10 M 乙酸(Ka = 1.8 × 10⁻⁵)的 [H+] = 1.33 × 10⁻³ M,pH = 2.88。
pH 與 pOH 有什麼關係?
在 25 °C 下,pH + pOH = 14,因為 Kw = [H+][OH−] = 1.0 × 10⁻¹⁴。
如何計算緩衝溶液的 pH?
使用韓德森–哈塞爾巴赫方程式:pH = pKa + log10([A−]/[HA])。酸與共軛鹼濃度相等時,pH = pKa。
為什麼 10⁻⁸ M HCl 的 pH 不是 8?
酸不可能讓水變成鹼性。濃度極低時,水本身解離的 H+(10⁻⁷ M)就不可忽略。將其納入計算可得 pH 6.98,這也是本計算器顯示的結果。
酸稀釋十倍,pH 會增加 1 嗎?
強酸的話會,直到 pH 接近 7 為止。pH 3 稀釋十倍得 pH 4,但再繼續稀釋只會趨近 7,不會超過。
相關化學工具
需要為報告畫分子嗎?使用 MolDraw 線上繪製化學結構,這是免費的線上 ChemDraw 替代方案(參見 ChemDraw 與 MolDraw 比較)。
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