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pH 计算
强酸、强碱、弱酸、弱碱溶液 pH 精确计算 | 含原理/公式/FAQ
pH 计算器
单位:mol/L
pH 计算原理与公式
pH 是衡量溶液酸碱度的指标,定义为氢离子活度的负对数:pH = -log₁₀[H⁺]。
对于强酸/强碱(NaOH、HCl 等),假设完全电离,直接用浓度计算;[H⁺] = C 或 [OH⁻] = C,继而 pH = -log C 或 pH = 14 - pOH。
对于弱酸/弱碱(乙酸、氨水等),仅部分电离。当 C/Ka ≥ 400 时,可用近似公式 [H⁺] = √(Ka·C);否则需解一元二次方程 [H⁺]² + Ka[H⁺] - KaC = 0。
核心公式
强酸:pH = -log₁₀(C)
强碱:pOH = -log₁₀(C), pH = 14 - pOH
弱酸(近似):[H⁺] = √(Ka × C)
弱酸(精确):[H⁺] = (-Ka + √(Ka² + 4KaC)) / 2
强碱:pOH = -log₁₀(C), pH = 14 - pOH
弱酸(近似):[H⁺] = √(Ka × C)
弱酸(精确):[H⁺] = (-Ka + √(Ka² + 4KaC)) / 2
📋 参考标准:GB/T 9724-2007《化学试剂 pH 值测定通则》、GB/T 601-2016
pH 计算典型应用场景
- ▸实验室配制缓冲溶液前的 pH 估算
- ▸滴定分析中等当点 pH 计算
- ▸药典/化药溶液 pH 检查项的预判
- ▸环境监测水样酸碱度评估
pH 计算常见问题(FAQ)
Q1.为什么我的弱酸计算结果与文献值不一样?
A.常见原因:(1) 没考虑温度对 Ka 的影响——25°C 的 Ka 在 30°C 时会有差异;(2) 忽略了离子强度(高浓度时需用活度而非浓度);(3) 多元酸只算了第一步电离。
Q2.Ka 和 pKa 怎么换算?
A.pKa = -log₁₀(Ka)。例如乙酸 Ka = 1.75×10⁻⁵,pKa = 4.76。
Q3.为什么近似公式 C/Ka ≥ 400 才用?
A.当 C/Ka 较大时,已电离部分相对总浓度可忽略(误差 < 5%),用近似公式 [H⁺] = √(Ka·C) 即可;否则误差大,必须解二次方程。
使用说明
1. 强酸:假设一元强酸完全电离,pH = -log₁₀(C)
2. 强碱:假设一元强碱完全电离,pOH = -log₁₀(C),pH = 14 - pOH
3. 弱酸:
- 若 C/Ka ≥ 400,使用近似公式:[H⁺] = √(Ka × C)
- 否则解二次方程:[H⁺]² + Ka[H⁺] - KaC = 0
- 支持直接输入 Ka 或 pKa(pKa = -log₁₀(Ka))
4. 弱碱:
- 若 C/Kb ≥ 400,使用近似公式:[OH⁻] = √(Kb × C)
- 否则解二次方程:[OH⁻]² + Kb[OH⁻] - KbC = 0
- 支持直接输入 Kb 或 pKb(pKb = -log₁₀(Kb))
常用参考值:
常见弱酸(Ka):
- • 乙酸(CH₃COOH):1.75×10⁻⁵ (pKa = 4.76)
- • 苯甲酸(C₆H₅COOH):6.3×10⁻⁵ (pKa = 4.20)
- • 甲酸(HCOOH):1.77×10⁻⁴ (pKa = 3.75)
常见弱碱(Kb):
- • 氨水(NH₃·H₂O):1.8×10⁻⁵ (pKb = 4.75)
- • 甲胺(CH₃NH₂):4.37×10⁻⁴ (pKb = 3.36)
- • 苯胺(C₆H₅NH₂):4.17×10⁻¹⁰ (pKb = 9.38)