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公式

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結果

水溶液のpH
2
強酸(完全電離)
水素イオン濃度[H⁺] 0.01 mol/L
pOH 12

強酸のpH計算ツールとは?

このツールは、水中で完全に電離する強酸水溶液のpHを計算します。HCl(塩酸)、HNO₃(硝酸)、H₂SO₄(硫酸)などの強酸は、もっている酸性プロトンをすべて放出します。そのため、水素イオン濃度は「酸の濃度 × 1分子あたりの酸性プロトン数」で求められます。

使い方

酸のモル濃度(mol/L)と、酸性プロトンの数(\(n_H\))を入力してください。\(n_H\)は、HClのような1価の酸なら「1」、H₂SO₄のような2価の酸なら「2」を指定します。計算ツールは、pH・水素イオン濃度[H⁺]・pOHを自動で算出します。

計算式の解説

強酸は完全に電離するため、\([\text{H}^+] = C \times n_H\) が成り立ちます。pHはこの濃度の常用対数(底10)にマイナスをつけた値で、

$$\text{pH} = -\log_{10}\left(C \times n_H\right)$$

と表されます。pOHは、25 °Cにおける水の自己電離の関係式 \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) から導かれます。

強酸分子が水中で完全に電離して水素イオンと陰イオンになる様子を示す図
強酸は完全に電離し、溶液中にH⁺イオンを放出します。
0から14までのpHスケールのバーで、低い端に強酸の領域が強調表示されている
pHスケール。強酸は0~1付近の低いpH値を示します。

計算例

0.01 mol/L のHCl(\(n_H = 1\))の場合:\([\text{H}^+] = 0.01\ \text{mol/L}\)、

$$\text{pH} = -\log_{10}(0.01) = 2$$

\(\text{pOH} = 14 - 2 = 12\) となります。0.01 mol/L のH₂SO₄を完全な2価の酸として扱う場合(\(n_H = 2\)):\([\text{H}^+] = 0.02\ \text{mol/L}\)、

$$\text{pH} = -\log_{10}(0.02) \approx 1.70$$

となります。

よくある質問

弱酸にも使えますか? いいえ、使えません。弱酸は一部しか電離せず、計算には酸解離定数(\(K_a\))が必要です。このツールは完全電離を前提としています。

多価酸の近似は正確ですか? すべてのプロトンが完全に放出されると仮定するのは理想化です。H₂SO₄の第二段階の電離は実際には完全ではないため、現実のpHはわずかに高くなることがあります。

なぜpHがマイナスになることがあるのですか? 非常に高濃度の酸(\(C \times n_H > 1\))ではpHが負の値になります。これは数学的には正しい結果ですが、高濃度では活量の影響も無視できなくなります。

最終更新: