pH→pOH変換計算機とは?
この計算機は、25℃の水溶液では pH と pOH の合計が必ず14になるという関係を利用して、溶液の pH から pOH を求めるツールです。pH は溶液の酸性度(水素イオン H⁺ の濃度)を、pOH は塩基性度(水酸化物イオン OH⁻ の濃度)を表します。両者は同じ平衡状態を異なる視点からとらえたもので、互いに補完し合う関係にあります。
使い方
0〜14の範囲で任意の pH 値を入力すると、対応する pOH がすぐに表示されます。さらに、水素イオン濃度 [H⁺] と水酸化物イオン濃度 [OH⁻] をモル毎リットル(mol/L)単位で算出するので、溶液中のイオンの状態を一目で把握できます。
計算式の解説
水のイオン積 \(K_w\) は25℃で \(1.0 \times 10^{-14}\) です。この \(K_w\) の負の対数をとると \(\text{p}K_w = 14\) となり、これが pH + pOH に等しくなります。式を変形すると次の式が得られます。
$$\text{pOH} = 14 - \text{pH}$$
各イオン濃度は \([\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}\)、\([\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}\) から求められます。
計算例
たとえば pH が3の溶液を考えてみましょう。このとき \(\text{pOH} = 14 - 3 = 11\) となります。水素イオン濃度は \([\text{H}^+] = 10^{-3} = 0.001\ \text{mol/L}\)、水酸化物イオン濃度は \([\text{OH}^-] = 10^{-11} = 0.00000000001\ \text{mol/L}\) です。pOH が高い(=pH が低い)ことから、この溶液は酸性であることが確認できます。
よくある質問
なぜ pH + pOH = 14 になるのですか? 25℃における水のイオン積 \(K_w\) が \(10^{-14}\) であり、その負の対数が14になるためです。
この関係はどんな温度でも成り立ちますか? いいえ。14という値は25℃に固有のものです。温度が高くなると \(K_w\) が大きくなるため、合計は14より小さくなります。
どのような pOH が塩基性を示しますか? pOH が7未満なら塩基性(アルカリ性)、7より大きければ酸性を示します。