Calcolatore di pH

Converti tra pH, pOH e le concentrazioni di ioni idrogeno e idrossido, oppure trova il pH di un acido o di una base, forte o debole, a partire dalla concentrazione.


Le concentrazioni sono in mol/L. La notazione scientifica funziona, quindi 1.75e-5 e 0.0000175 sono la stessa cosa. Ka e Kb valgono solo per le due opzioni deboli; sposta l'ultima casella su pK per inserire 4,76 al suo posto.
pH
2.88
Acido
pOH
11.12
[H+] mol/L
1.31 × 10−3
[OH−] mol/L
7.61 × 10−12
02468101214

Acido debole. Risolto per intero da x² + Kax − KaC = 0, senza supporre x piccolo, quindi il risultato regge anche quando l'acido è molto ionizzato.

L'acido o la base è ionizzato al 1.31% a questa concentrazione.

Che cosa misura il pH

Il pH è il logaritmo decimale negativo della concentrazione di ioni idrogeno, cioè pH = −log10[H+]. Trattandosi di un logaritmo, ogni passo intero vale un fattore dieci: pH 3 è dieci volte più acido di pH 4 e cento volte più acido di pH 5. In acqua pura a 25 °C, [H+] e [OH−] valgono entrambi 1,0 × 10−7 mol/L, ed è da lì che viene il noto valore neutro di 7. Quel 7 non è una costante universale; è la costante di autoionizzazione dell'acqua Kw a temperatura ambiente, e si sposta se cambia la temperatura.

pH, pOH e le due concentrazioni

Queste quattro grandezze sono un solo numero con quattro volti. Dai una qualsiasi di esse e le altre tre seguono da pH + pOH = 14 e da [H+][OH−] = Kw = 1,0 × 10−14. Le prime quattro voci del menu fanno esattamente questo. Un pH di 3,4 dà un pOH di 10,6, una concentrazione di ioni idrogeno di 4,0 × 10−4 mol/L e una di idrossido di 2,5 × 10−11 mol/L, e il calcolo procede allo stesso modo da qualunque capo si parta.

Acidi e basi forti

Un acido forte si dissocia completamente, quindi una soluzione 0,01 mol/L di acido cloridrico dà 0,01 mol/L di ioni idrogeno e un pH di 2. La scorciatoia pH = −log10C tiene fino a circa 10−6 mol/L e poi cede in silenzio: dice che HCl a 10−8 mol/L ha pH 8, il che renderebbe basico un acido. Questo strumento risolve il bilancio completo comprendendo gli ioni idrogeno che l'acqua fornisce da sé, e arriva a pH 6,98, appena acido, come dev'essere.

Acidi e basi deboli

Un acido debole si ionizza solo in parte, e quanto lo faccia dipende dalla sua costante di dissociazione acida Ka. L'equilibrio dà x² + Kax − KaC = 0, dove x è la concentrazione di ioni idrogeno. I libri di testo di solito eliminano il termine centrale e usano x = √(KaC), che resta abbastanza vicino finché la ionizzazione sta sotto il 5 per cento circa, e diventa visibilmente sbagliato quando non lo è. Questo strumento risolve l'equazione di secondo grado per intero e indica anche la percentuale ionizzata, così puoi giudicare da te se l'approssimazione avrebbe retto. Inserisci Ka come numero, per esempio 1,75 × 10−5, oppure sposta l'ultima casella su pK e scrivi 4,76.

Da sapere

  • Il pH è un logaritmo, quindi un'unità di differenza è un fattore dieci di acidità, non un passo piccolo.
  • Il punto neutro è 7 solo a 25 gradi Celsius; scende a circa 6,14 in acqua a 100 gradi.
  • I pH sotto 0 e sopra 14 sono perfettamente reali, servono solo soluzioni molto concentrate.
  • Forte significa completamente dissociato, non pericoloso. L'acido fluoridrico è debole e comunque molto corrosivo.
  • Non viene conservato nulla. Il calcolo gira sul nostro server e il risultato viene scartato una volta inviato.

Domande frequenti

Si prende il logaritmo decimale negativo della concentrazione di ioni idrogeno in mol/L, cioè pH = −log10[H+]. Se hai una concentrazione invece di un conteggio di ioni, scegli una delle opzioni di soluzione e lo strumento ricava prima [H+], tenendo conto della dissociazione.

Sopra circa 10−6 mol/L è semplicemente pH = −log10C, dato che un acido forte si dissocia del tutto. Sotto quella soglia l'acqua contribuisce abbastanza ioni idrogeno da contare, perciò questo strumento usa la forma esatta [H+] = (C + √(C² + 4Kw)) / 2.

Elevando dieci al pH cambiato di segno: [H+] = 10−pH. Un pH di 4,5 vale 3,2 × 10−5 mol/L. Scegli pH nel menu e tutte e quattro le grandezze tornano insieme.

Il pOH è la stessa idea applicata all'idrossido: pOH = −log10[OH−]. A 25 gradi Celsius i due sommano sempre 14, perché il prodotto delle due concentrazioni è fissato a Kw = 1,0 × 10−14. Quindi un pH di 9,2 è un pOH di 4,8.

Un acido forte cede praticamente tutti i suoi protoni, quindi la sua concentrazione di ioni idrogeno coincide con la sua concentrazione. Un acido debole raggiunge invece un equilibrio e solo una frazione si ionizza. Quella frazione è fissata da Ka, ed è per questo che un acido debole richiede un numero in più prima che se ne possa calcolare il pH.

Sì. L'intervallo da 0 a 14 è una convenzione per le soluzioni diluite, non un limite. L'acido cloridrico concentrato a 12 mol/L ha un pH intorno a −1,1, e l'idrossido di sodio concentrato supera 15. Questo strumento accetta valori fuori dall'intervallo consueto e li fissa semplicemente all'estremità della barra di scala.

Perché x = √(KaC) lascia cadere un termine. Suppone che la quantità che si ionizza sia piccola rispetto alla concentrazione iniziale, ipotesi valida finché la ionizzazione resta sotto il 5 per cento circa. Questo strumento risolve l'equazione per intero, quindi per una soluzione diluita di un acido debole piuttosto forte darà un valore un po' più basso. La percentuale ionizzata è mostrata perché tu possa giudicare se l'approssimazione era sicura.

Solo a 25 gradi Celsius. Neutro significa che [H+] è uguale a [OH−], e quel punto cade a metà di pKw. Poiché Kw cresce con la temperatura, l'acqua neutra a 100 gradi ha un pH vicino a 6,14 e resta neutra. Questo strumento usa ovunque il valore a 25 gradi, che è l'ipotesi standard negli esercizi.

Come si calcola il pH?

Il pH è −log10[H+], e pH + pOH = 14. Questo calcolatore converte tra pH, pOH, [H+] e [OH−], e ricava il pH di un acido o di una base, forte o debole, dalla sua concentrazione, risolvendo per intero l'equazione dell'acido debole e indicando la percentuale ionizzata.