使用方法
- 选择 要计算的内容。若求弱酸,请输入其浓度,并在 Ka 或 pKa 中输入一个,不要两者都填。
- 若求强酸或强碱,只需输入浓度。若求缓冲液,请输入 酸的 pKa,以及 酸 HA 的浓度(mol/L) 和 其碱 A⁻ 的浓度(mol/L)。
- 阅读 pH 和 pOH,然后阅读离子浓度 [H⁺] 和 [OH⁻]。
- 对于弱酸或弱碱,请将精确的 pH 与平方根近似值相比较,并逐行查看 计算过程。
pH、pOH 与离子浓度的关系
pH 是氢离子浓度的负对数,pOH 是氢氧根离子浓度的负对数。水会发生少量电离,在25°C 时,两者浓度的乘积为1.0 × 10⁻¹⁴,因此 pH 与 pOH 之和总为14.00。本页使用的就是这个数值。
pH = −log₁₀[H⁺] pOH = −log₁₀[OH⁻] [H⁺] × [OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴ pH + pOH = 14.00
强酸与强碱、弱酸与弱碱
强酸或强碱被视为完全电离,因此其浓度直接给出离子浓度。页面在强酸公式中保留了水的电离,这只在浓度非常低时才有影响。
弱酸 HA 只有少量电离。设 x 为 [H⁺],酸的解离常数 Ka = x² ÷ (C − x) 化为二次方程 x² + Ka·x − Ka·C = 0,页面精确地解出它。平方根近似 x ≈ √(Ka·C) 与之并列显示。二次方程只用了一个简化:忽略了水提供的氢离子,当 x 远大于10⁻⁷ mol/L 时,这是合理的假设。
x = (−Ka + √(Ka² + 4·Ka·C)) ÷ 2 x ≈ √(Ka·C)
缓冲液与亨德森–哈塞尔巴尔赫方程
缓冲液由弱酸及其共轭碱组成,它的 pH 遵循亨德森–哈塞尔巴尔赫方程。当两种浓度相等时,pH 等于 pKa;它们的比值每变化十倍,pH 就改变一个单位。
pH = pKa + log₁₀([A⁻] ÷ [HA])
计算示例:醋酸,0.10 M,Ka 为1.8 × 10⁻⁵
当 C = 0.10 M、Ka = 1.8 × 10⁻⁵ 时,二次方程为 x² + 1.8 × 10⁻⁵·x − 1.8 × 10⁻⁶ = 0。其正根为 x = 0.00133 mol/L,因此 pH 为2.88。平方根近似给出 pH 2.87,且有1.33%的酸发生解离。
| 量 | 数值 |
|---|---|
| [H⁺] | 0.00133 mol/L |
| pH(二次方程) | 2.88 |
| pH(平方根近似) | 2.87 |
| 发生反应的比例 | 1.33% |
常见问题
为什么计算器解二次方程,而不使用平方根近似?
近似假设只有很少一部分酸发生解离。二次方程不做这种假设,因此对于较强的弱酸和稀溶液仍然准确。页面两者都显示,当它们相差超过5%时会出现提示。
pH 与 pOH 有什么关系?
pH 是 [H⁺] 的负对数,pOH 是 [OH⁻] 的负对数。在25°C 时,两者之和为14.00,因此 pH 为3的溶液,其 pOH 为11。
计算器能用于其他温度吗?
不能。页面使用 pH 加 pOH 等于14.00这一数值,它只在25°C 时成立。水的电离随温度变化,中性的 pH 也随之改变。
为什么极稀的强酸,其酸性不像它的浓度所暗示的那样强?
水也会提供氢离子,当酸非常稀时,这一贡献变得重要。在1.0 × 10⁻⁸ mol/L 的 HCl 中,水的贡献很大,因此 pH 约为6.98,而不是8,页面已将其计入。
什么时候可以使用亨德森–哈塞尔巴尔赫方程?
当酸及其碱的量都远大于水所提供的氢离子和氢氧根离子时,该方程效果很好。此时 pH 只取决于 pKa 以及两种浓度之比。
计算器会保存我的数值或将其发送到什么地方吗?
不会。结果在您的浏览器中计算,您输入的任何内容都不会被保存,也不会发送到我们的服务器。
资料来源
数据和文字最近核对于2026年11月10日星期二。