このpH計算ツールでできること
このツールは、強酸・弱酸・強塩基・弱塩基の水溶液について、pHとpOHを概算します。pHは溶液の酸性・塩基性の度合いを示す指標で、0（強い酸性）から14（強い塩基性）までのスケールで表され、25 °Cでは7が中性です。濃度を入力し、弱酸・弱塩基の場合はさらに酸解離定数（Ka）または塩基解離定数（Kb）を入力してください。
使い方
まず溶液の種類を選び、モル濃度Cをmol/Lで入力します。弱酸・弱塩基の場合は解離定数も入力してください。計算結果として、pH・pOH、そして酸性／塩基性／中性の判定がすぐに表示されます。計算全体を通じて \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) の関係（25 °Cで成立）を用いています。
計算式の解説
強酸は完全に電離するため、水素イオン濃度は仕込み濃度に等しくなります。すなわち \([\text{H}^+] = \text{C}\) で、$$\text{pH} = -\log_{10}\left(\text{C}\right)$$ です。一方弱酸は一部しか電離しません。平衡の式に「電離する量はわずかである」という近似を用いると \([\text{H}^+] \approx \sqrt{\text{Ka} \cdot \text{C}}\) となり、$$\text{pH} = -\log_{10}\left(\sqrt{\text{Ka} \cdot \text{C}}\right)$$ と求められます。塩基についても同様に、\([\text{OH}^-]\) と pOH を使って計算し、最後に \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\) とします。
計算例
HClのような強酸の0.01 mol/L溶液では、$$\text{pH} = -\log_{10}\left(0.01\right) = 2$$ です。\(\text{Ka} = 1.8 \times 10^{-5}\) の酢酸0.1 mol/Lの場合は、$$[\text{H}^+] = \sqrt{1.8 \times 10^{-5} \times 0.1} = \sqrt{1.8 \times 10^{-6}} \approx 0.00134$$ となり、\(\text{pH} \approx 2.87\) となります。
よくある質問
弱酸の式は厳密ですか？ いいえ。電離する量がCに比べて無視できるほど小さい、という前提に立った近似式です。非常に希薄な場合や、比較的強い弱酸の場合は近似のずれが大きくなるため、二次方程式できちんと解く必要があります。
温度は影響しますか？ はい。中性が7であることや \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) が成り立つのは25 °Cでの話です。温度が変わると水のイオン積も変化します。
Cの単位は何ですか？ モル濃度、すなわち mol/L（M）です。
