Что делает этот калькулятор
Этот инструмент переводит молярную концентрацию (молярность, моль/л) сильной кислоты или сильного основания в значение pH. Сильные кислоты (например, HCl, HNO₃, H₂SO₄) и сильные основания (например, NaOH, KOH) полностью диссоциируют в воде, поэтому концентрация раствора напрямую равна концентрации ионов H⁺ или OH⁻ — это позволяет легко вычислить pH.
Как пользоваться
Укажите, что у вас за раствор — сильная кислота или сильное основание, затем введите молярную концентрацию в моль/л. Калькулятор покажет pH (и дополняющий его pOH). Для кислот: чем выше концентрация, тем ниже pH; для оснований — наоборот, чем выше концентрация, тем выше pH.
Разбор формулы
Для сильной кислоты концентрация ионов водорода равна молярности, поэтому:
$$\text{pH} = -\log_{10}\left(\text{Concentration (mol/L)}\right)$$Для сильного основания концентрация гидроксид-ионов равна молярности. Сначала находим \(\text{pOH} = -\log_{10}(M)\), а затем используем соотношение для воды \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\):
$$\text{pH} = 14 + \log_{10}(M) = 14 - \text{pOH}$$Эти зависимости справедливы при 25 °C, полной диссоциации и идеальном поведении разбавленного раствора.
Пример расчёта
Раствор HCl (сильная кислота) с концентрацией 0,01 моль/л: $$\text{pH} = -\log_{10}(0{,}01) = -(-2) = 2$$ Раствор NaOH (сильное основание) с концентрацией 0,01 моль/л: $$\text{pOH} = -\log_{10}(0{,}01) = 2,$$ значит \(\text{pH} = 14 - 2 = 12\).
Частые вопросы
Подходит ли это для слабых кислот и оснований? Нет. Слабые кислоты и основания диссоциируют лишь частично, поэтому их pH зависит от константы диссоциации (Ka или Kb) и требует расчёта химического равновесия.
Почему pH может выходить за пределы 0–14? При очень высоких концентрациях простая логарифмическая формула может давать значения за пределами диапазона 0–14. Математически они корректны, но трактовать их нужно осторожно, так как при таких концентрациях становятся заметными эффекты активности ионов.
А как быть с многоосновными кислотами вроде H₂SO₄? Умножьте молярность на число полностью отщепляющихся протонов, чтобы получить эффективную концентрацию H⁺, и только потом применяйте формулу.
