Kalkulator pH

Przeliczaj między pH, pOH oraz stężeniem jonów wodorowych i wodorotlenkowych, albo wyznacz pH mocnego lub słabego kwasu czy zasady na podstawie stężenia i Ka.


Stężenia podaje się w mol/L. Zapis wykładniczy działa, więc 1.75e-5 i 0.0000175 znaczą to samo. Ka i Kb dotyczą tylko dwóch opcji ze słabym związkiem; przestaw ostatnie pole na pK, aby wpisać 4,76.
pH
2.88
Kwasowy
pOH
11.12
[H+] mol/L
1.31 × 10−3
[OH−] mol/L
7.61 × 10−12
02468101214

Słaby kwas. Równanie x² + Kax − KaC = 0 rozwiązane w całości, bez zakładania, że x jest małe, więc wynik trzyma się także przy wysokim stopniu dysocjacji.

Przy tym stężeniu kwas lub zasada jest zdysocjowany w 1.31%.

Co mierzy pH

pH to ujemny logarytm dziesiętny stężenia jonów wodorowych, czyli pH = −log10[H+]. Ponieważ jest to logarytm, każdy pełny krok oznacza dziesięciokrotność: pH 3 jest dziesięć razy bardziej kwasowe niż pH 4 i sto razy bardziej niż pH 5. W czystej wodzie w 25 °C zarówno [H+], jak i [OH−] wynoszą 1,0 × 10−7 mol/L i stąd bierze się znana obojętna wartość 7. Ta siódemka nie jest uniwersalną stałą; wynika z iloczynu jonowego wody Kw w temperaturze pokojowej i przesuwa się wraz z temperaturą.

pH, pOH i dwa stężenia

Te cztery wielkości to jedna liczba w czterech odsłonach. Podaj dowolną z nich, a pozostałe trzy wynikają z pH + pOH = 14 oraz [H+][OH−] = Kw = 1,0 × 10−14. Pierwsze cztery pozycje w menu robią dokładnie to. pH równe 3,4 daje pOH 10,6, stężenie jonów wodorowych 4,0 × 10−4 mol/L i stężenie jonów wodorotlenkowych 2,5 × 10−11 mol/L, a rachunek biegnie tak samo, od którego końca by nie zacząć.

Mocne kwasy i zasady

Mocny kwas dysocjuje całkowicie, więc roztwór kwasu solnego o stężeniu 0,01 mol/L daje 0,01 mol/L jonów wodorowych i pH równe 2. Skrót pH = −log10C sprawdza się mniej więcej do 10−6 mol/L, a potem po cichu zawodzi: twierdzi, że HCl o stężeniu 10−8 mol/L ma pH 8, czyli kwas byłby zasadowy. To narzędzie rozwiązuje pełny bilans wraz z jonami wodorowymi, które daje sama woda, i otrzymuje pH 6,98, ledwie kwasowe, tak jak być powinno.

Słabe kwasy i zasady

Słaby kwas dysocjuje tylko częściowo, a jak daleko zajdzie, zależy od jego stałej dysocjacji Ka. Z równowagi wychodzi x² + Kax − KaC = 0, gdzie x to stężenie jonów wodorowych. Podręczniki zwykle skreślają środkowy wyraz i biorą x = √(KaC), co jest wystarczająco bliskie, dopóki stopień dysocjacji nie przekracza około 5 procent, i wyraźnie chybia, gdy przekracza. To narzędzie rozwiązuje równanie kwadratowe w całości, a przy okazji podaje stopień dysocjacji, żebyś sam ocenił, czy przybliżenie by się obroniło. Wpisz Ka jako liczbę, na przykład 1,75 × 10−5, albo przestaw ostatnie pole na pK i wpisz 4,76.

Warto wiedzieć

  • pH jest logarytmem, więc różnica jednej jednostki to dziesięciokrotna różnica kwasowości, a nie drobny krok.
  • Punkt obojętny wynosi 7 tylko w 25 stopniach Celsjusza; w wodzie o temperaturze 100 stopni spada do około 6,14.
  • Wartości pH poniżej 0 i powyżej 14 są całkiem realne, wymagają tylko bardzo stężonych roztworów.
  • Mocny znaczy całkowicie zdysocjowany, a nie niebezpieczny. Kwas fluorowodorowy jest słaby, a mimo to silnie żrący.
  • Nic nie jest zapisywane. Obliczenie wykonuje nasz serwer, a wynik znika po wysłaniu.

Najczęściej zadawane pytania

Bierzemy ujemny logarytm dziesiętny stężenia jonów wodorowych w mol/L, czyli pH = −log10[H+]. Jeśli masz stężenie substancji, a nie jonów, wybierz jedną z opcji dotyczących roztworu, a narzędzie najpierw wyznaczy [H+], uwzględniając dysocjację.

Powyżej mniej więcej 10−6 mol/L po prostu pH = −log10C, bo mocny kwas dysocjuje całkowicie. Poniżej tego woda dostarcza tyle własnych jonów wodorowych, że zaczyna to mieć znaczenie, więc narzędzie korzysta z dokładnej postaci [H+] = (C + √(C² + 4Kw)) / 2.

Podnosimy dziesięć do potęgi minus pH: [H+] = 10−pH. pH równe 4,5 to 3,2 × 10−5 mol/L. Wybierz pH w menu, a wszystkie cztery wielkości wrócą razem.

pOH to ta sama idea zastosowana do jonów wodorotlenkowych: pOH = −log10[OH−]. W 25 stopniach Celsjusza obie wartości zawsze dają w sumie 14, bo iloczyn obu stężeń jest ustalony na Kw = 1,0 × 10−14. Zatem pH 9,2 to pOH 4,8.

Mocny kwas oddaje praktycznie wszystkie protony, więc jego stężenie jonów wodorowych równa się jego stężeniu. Słaby kwas dochodzi natomiast do równowagi i dysocjuje tylko część. Tę część wyznacza Ka i dlatego słaby kwas wymaga jeszcze jednej liczby, zanim da się policzyć jego pH.

Może. Zakres od 0 do 14 to konwencja dla roztworów rozcieńczonych, a nie granica. Stężony kwas solny o stężeniu 12 mol/L ma pH około −1,1, a stężony wodorotlenek sodu przekracza 15. Narzędzie przyjmuje wartości spoza zwykłego zakresu i po prostu ustawia je na końcu paska skali.

Bo x = √(KaC) pomija jeden wyraz. Zakłada, że ilość, która ulega dysocjacji, jest mała wobec stężenia początkowego, a to dobre założenie, dopóki stopień dysocjacji nie przekracza około 5 procent. To narzędzie rozwiązuje równanie w całości, więc dla rozcieńczonego roztworu dość mocnego słabego kwasu pokaże nieco niższą wartość. Stopień dysocjacji jest wyświetlany, żebyś mógł ocenić, czy przybliżenie było bezpieczne.

Tylko w 25 stopniach Celsjusza. Obojętność oznacza, że [H+] równa się [OH−], a ten punkt leży w połowie pKw. Ponieważ Kw rośnie z temperaturą, obojętna woda w 100 stopniach ma pH bliskie 6,14 i nadal jest obojętna. Narzędzie wszędzie posługuje się wartością dla 25 stopni, co jest standardowym założeniem w zadaniach.

Jak obliczyć pH?

pH to −log10[H+], a pH + pOH = 14. Ten kalkulator przelicza między pH, pOH, [H+] i [OH−] oraz wyznacza pH mocnego lub słabego kwasu albo zasady na podstawie stężenia, rozwiązując równanie słabego kwasu w całości i podając stopień dysocjacji.