Как пользоваться
- Выберите Что вычислить. Для слабой кислоты введите её концентрацию и либо Ka, либо pKa, но не обе.
- Для сильной кислоты или основания введите только концентрацию. Для буфера введите pKa кислоты и две концентрации.
- Прочитайте pH и pOH, затем концентрации ионов [H⁺] и [OH⁻].
- Для слабой кислоты или основания сравните точный pH с приближением через квадратный корень и следите за Ход решения строка за строкой.
Как связаны pH, pOH и концентрации ионов
pH — отрицательный логарифм концентрации ионов водорода, а pOH — отрицательный логарифм концентрации гидроксид-ионов. Вода немного диссоциирует, и при 25 °C произведение двух концентраций равно 1,0 × 10⁻¹⁴, поэтому pH и pOH всегда в сумме дают 14,00. Это значение использует эта страница.
pH = −log₁₀[H⁺] pOH = −log₁₀[OH⁻] [H⁺] × [OH⁻] = 1,0 × 10⁻¹⁴ pH + pOH = 14,00Сильные и слабые кислоты и основания
Сильная кислота или основание считается полностью диссоциированным, поэтому её концентрация сразу даёт концентрацию ионов. Страница сохраняет диссоциацию воды в формуле для сильной кислоты, что важно только при очень малых концентрациях.
Слабая кислота HA диссоциирует лишь немного. Если x — [H⁺], константа кислоты Ka = x² ÷ (C − x) превращается в квадратное уравнение x² + Ka·x − Ka·C = 0, которое страница решает точно. Рядом показано приближение через квадратный корень, x ≈ √(Ka·C). Квадратное уравнение использует одно упрощение: ион водорода из воды не учитывается, что хорошо, когда x заметно больше 10⁻⁷ mol/L.
x = (−Ka + √(Ka² + 4·Ka·C)) ÷ 2 x ≈ √(Ka·C)Буферы и уравнение Хендерсона — Хассельбальха
Буфер — это слабая кислота и её сопряжённое основание вместе. Его pH следует уравнению Хендерсона — Хассельбальха. pH равно pKa, когда обе концентрации равны, и меняется на одну единицу при каждом десятикратном изменении их отношения.
pH = pKa + log₁₀([A⁻] ÷ [HA])Пример: уксусная кислота, 0,10 M, Ka 1,8 × 10⁻⁵
При C = 0,10 M и Ka = 1,8 × 10⁻⁵ квадратное уравнение: x² + 1,8 × 10⁻⁵·x − 1,8 × 10⁻⁶ = 0. Его положительный корень x = 0,00133 mol/L, поэтому pH равно 2,88. Приближение через квадратный корень даёт pH 2,87, а диссоциирует 1,33 % кислоты.
| Величина | Значение |
|---|---|
| [H⁺] | 0,00133 mol/L |
| pH (квадратное уравнение) | 2,88 |
| pH (приближение через квадратный корень) | 2,87 |
| Доля, которая реагирует | 1,33 % |
Частые вопросы
Почему калькулятор решает квадратное уравнение, а не использует приближение через квадратный корень?
Приближение предполагает, что диссоциирует лишь малая часть кислоты. Квадратное уравнение такого предположения не делает, поэтому остаётся верным для более сильных слабых кислот и для разбавленных растворов. Страница показывает оба результата, а примечание появляется, когда они отличаются больше чем на 5 %.
Как связаны pH и pOH?
pH — отрицательный логарифм [H⁺], а pOH — отрицательный логарифм [OH⁻]. При 25 °C в сумме они дают 14,00, поэтому у раствора с pH 3 pOH равно 11.
Работает ли калькулятор при других температурах?
Нет. Страница использует значение 14,00 для суммы pH и pOH, которое верно при 25 °C. Ионизация воды меняется с температурой, и нейтральный pH вместе с ней.
Почему очень разбавленная сильная кислота не так кислая, как говорит её концентрация?
Вода тоже даёт ионы водорода, и они становятся важны, когда кислота очень разбавлена. При 1,0 × 10⁻⁸ mol/L HCl вклад воды велик, поэтому pH около 6,98, а не 8, и страница это учитывает.
Когда можно использовать уравнение Хендерсона — Хассельбальха?
Оно хорошо работает, когда и кислота, и её основание присутствуют в количествах, намного превышающих ионы водорода и гидроксида, которые добавляет вода. Тогда pH зависит только от pKa и отношения двух концентраций.
Сохраняет ли калькулятор мои значения или отправляет их куда-нибудь?
Нет. Результаты считаются в вашем браузере, и ничего из введённого не сохраняется и не отправляется на наш сервер.
Источники
Цифры и текст в последний раз проверены вторник, 10 ноября 2026 г..