pH 值同氫離子濃度計算機
pH 係表示水溶液酸鹼度嘅對數刻度,公式 pH = -log₁₀[H⁺]。揀任何一個已知量(pH、pOH、[H⁺] 或 [OH⁻]),即可即時換算其餘三項並判斷係酸性、中性定鹼性(25 °C,Kw = 10⁻¹⁴)。
輸入邊個數值?
請輸入有效數值(pH/pOH:-2 到 16;濃度:必須大於 0)
pH 值
7.00
中性純水喺 25 °C 嘅 pH 就係 7.00,[H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ M。人體血液實際略偏鹼(pH 7.35–7.45),唔好同 7.0 中性搞亂。
pH 0 – 14 圖譜
- pOH 值
- 7.00
- 氫離子濃度 [H⁺]
- 1.00 × 10⁻⁷ M
- 氫氧根濃度 [OH⁻]
- 1.00 × 10⁻⁷ M
常見物質 pH 參考(25 °C)
公式
pH = -log₁₀[H⁺] │ pOH = -log₁₀[OH⁻] │ pH + pOH = 14 │ [H⁺] · [OH⁻] = Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴ (25 °C)
- · 所有換算假設 25 °C 嘅純水,Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴;溫度升高 Kw 會增大,中性點會由 pH 7 略向下移(例如 50 °C 嘅中性 pH ≈ 6.63)。
- · pH 每差 1 即係 [H⁺] 差 10 倍:pH 3 嘅溶液氫離子濃度係 pH 6 嘅 1,000 倍。
- · 分類採用化學教科書常見區段:強酸 pH ≤ 1、酸性 1–4、弱酸 4–7、中性 7 ± 0.05、弱鹼 7–10、鹼性 10–13、強鹼 > 13。
- · 濃度單位統一用 mol/L (M)。如果手上係質量百分比、克/升或當量濃度,要先換成 mol/L 先放入工具。
- · 本工具只處理簡單嘅 [H⁺] ↔ pH 對應;多元酸(H₂SO₄、H₃PO₄)、緩衝液同 Ka/Kb 解離平衡需要再用 Henderson-Hasselbalch 方程式分開計。
- · 參考資料:IUPAC Gold Book「pH」條目(doi:10.1351/goldbook.P04524)、CRC Handbook of Chemistry and Physics 97 th ed.(2016–17)§5。
常見問題
pH 7 一定係中性?
pH 7 中性係特指 25 °C 嘅純水(Kw = 10⁻¹⁴ 時,[H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ M)。溫度一變,Kw 同中性 pH 都會變:例如 0 °C 中性 pH ≈ 7.47,50 °C ≈ 6.63,100 °C ≈ 6.14。所以喺較高溫嘅熱水,pH 6.5 其實已經接近中性,唔係酸性。另外,人體血液 pH 7.35–7.45 並唔係中性而係略偏鹼,要同 25 °C 中性 7 區分開。
點解 pH 差 1 就會差 10 倍?
pH = -log₁₀[H⁺] 係對數刻度,目的就係要將 10⁻¹ 到 10⁻¹⁴ 嘅濃度壓縮到 1 到 14 嘅直覺範圍。每差 1 個 pH 單位,[H⁺] 就差 10⁰ ÷ 10¹ = 10 倍;pH 5 同 pH 2 之間係 1,000 倍。所以「酸雨 pH 4 vs 正常雨水 pH 5.6」聽落差好少,實際係氫離子濃度差成 40 倍。
可唔可以直接攞嚟計緩衝液或者弱酸 Ka?
本工具只做最基本嘅 [H⁺] ↔ pH 對應,假設酸鹼完全電離。對於緩衝液(弱酸 HA/其共軛鹼 A⁻),要用 Henderson-Hasselbalch 公式 pH = pKa + log([A⁻]/[HA]);對於弱酸電離平衡,要先解 Ka = [H⁺][A⁻]/[HA] 嘅二次方程,搵到 [H⁺] 再用呢個工具換成 pH。多元酸(H₂SO₄、H₃PO₄、H₂CO₃)每步電離有自己嘅 Ka,需要逐步計。
pH 點解可以係負數或者大過 14?
可以。pH 0–14 只係常見範圍,唔係上下限。十二 M 嘅濃鹽酸 [H⁺] ≈ 12 M,pH = -log(12) ≈ −1.1;發煙硫酸(oleum)pH 仲低。鹼方面,飽和氫氧化鈉溶液 pH 可以去到 15 以上。本工具容許 -2 到 16 嘅範圍,足夠應付絕大部分中學/大一普化問題。注意:當 pH 偏離 0–14 太遠時,「離子濃度 = 10⁻ᵖᴴ」嘅近似會因為活度系數偏離 1 而變得唔準,學術文獻會改用「H₀」(Hammett 酸度函數)量度。
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