Калькулятор pH слабого основания

Введите расчет

Константа диссоциации основания (Kb)

Начальная концентрация основания (моль/л)

Результатов

pH раствора

11,13

щелочной раствор (pH > 7)

Концентрация гидроксид-ионов [OH⁻]	0,001342 mol/L
pOH	2,87
pH	11,13

Что делает этот калькулятор

Калькулятор pH слабого основания оценивает pH, pOH и концентрацию гидроксид-ионов в растворе слабого основания, если известны его константа диссоциации основания (Kb) и исходная молярная концентрация (C). Слабые основания — такие как аммиак, метиламин и пиридин — лишь частично ионизируются в воде, поэтому для оценки реальной щёлочности раствора используется простое уравнение химического равновесия.

Как пользоваться

Введите значение Kb основания (например, \(1{,}8\times10^{-5}\) для аммиака) и начальную концентрацию в молях на литр. Калькулятор выдаст концентрацию гидроксид-ионов \([\text{OH}^-]\), значение pOH и итоговый pH. Все расчёты выполнены для температуры 25 °C, при которой ионное произведение воды даёт соотношение \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\).

Разбор формулы

Для слабого основания B, реагирующего по схеме \(\text{B} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{BH}^+ + \text{OH}^-\), константа равновесия равна \(\text{Kb} = [\text{BH}^+][\text{OH}^-] / [\text{B}]\). Когда степень ионизации мала, выполняется \([\text{BH}^+] \approx [\text{OH}^-] = x\) и \([\text{B}] \approx C\), что даёт \(\text{Kb} \approx x^2/C\). Решая относительно \(x\), получаем приближение по квадратному корню:

$$[\text{OH}^-] = \sqrt{\text{Kb}\cdot C}$$

Затем \(\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-]\), а \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\).

Слабое основание даёт pH выше 7 — в щелочной области шкалы.

Путь расчёта от Kb и концентрации к \([\text{OH}^-]\), pOH и, наконец, pH.

Пример расчёта

Для 0,1 M раствора аммиака с \(\text{Kb} = 1{,}8\times10^{-5}\):

$$[\text{OH}^-] = \sqrt{1{,}8\times10^{-5} \times 0{,}1} = \sqrt{1{,}8\times10^{-6}} \approx 1{,}342\times10^{-3}\ \text{моль/л}$$

Тогда \(\text{pOH} = -\log(1{,}342\times10^{-3}) \approx 2{,}87\), а значит \(\text{pH} = 14 - 2{,}87 \approx 11{,}13\) — это умеренно щелочной раствор.

Частые вопросы

Когда приближение даёт точный результат? Оно надёжно, если основание действительно слабое, а концентрация не слишком мала — то есть когда \(x\) значительно меньше \(C\) (как правило, менее ~5%).

Можно ли использовать Ka вместо Kb? Переведите по формуле \(\text{Kb} = \text{Kw} / \text{Ka} = 1{,}0\times10^{-14} / \text{Ka}\), а затем введите полученное значение Kb сюда.

Почему pH больше 7? Основания дают избыток гидроксид-ионов, из-за чего pOH снижается, а pH поднимается выше нейтрального значения 7.