Калькулятор pH слабой кислоты

Введите расчет

Константа диссоциации кислоты (Ka)

Исходная концентрация (моль/л)

Результатов

pH слабой кислоты

3,37

приближённое значение pH раствора

Концентрация [H⁺] (моль/л)	0,000424
pOH	10,63

Что делает этот калькулятор

Инструмент оценивает pH разбавленного раствора слабой одноосновной кислоты по двум параметрам: константе диссоциации кислоты (Ka) и исходной (аналитической) концентрации кислоты C в молях на литр. В основе лежит классическое приближение для слабых кислот, которое даёт быстрый и достаточно точный для учебных задач результат без решения полного квадратного уравнения.

Слабая кислота диссоциирует лишь частично, оставляя в растворе в основном неразложившиеся молекулы HA.

Как пользоваться

Введите Ka вашей кислоты (например, у уксусной кислоты Ka ≈ \(1{,}8 \times 10^{-5}\)) и исходную концентрацию в моль/л. Калькулятор выдаст концентрацию ионов водорода \([\text{H}^+]\), значение pH и соответствующий pOH (\(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\) при 25 °C). Смело пользуйтесь научной записью чисел — большинство браузеров понимают формат вроде 1.8e-5.

Разбор формулы

Для слабой кислоты HA, диссоциирующей по схеме HA ⇌ H⁺ + A⁻, выражение для равновесия имеет вид \(\text{Ka} = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\). Когда диссоциация невелика (\(x \ll C\)), выполняется \([\text{H}^+] = [\text{A}^-] = x\) и \([\text{HA}] \approx C\), поэтому \(\text{Ka} \approx \frac{x^2}{C}\). Решая относительно \(x\), получаем \([\text{H}^+] = \sqrt{\text{Ka} \cdot C}\), а $$\text{pH} = -\log_{10}\sqrt{\text{Ka} \cdot C}$$ Приближение надёжно, если кислота действительно слабая и раствор не слишком разбавлен (примерно при \(C/\text{Ka} > 100\)).

[H⁺] приближённо равна √(Ka·C), затем переводится в pH через отрицательный логарифм.

Пример расчёта

Возьмём уксусную кислоту с концентрацией 0,1 моль/л и \(\text{Ka} = 1{,}8 \times 10^{-5}\). Тогда $$[\text{H}^+] = \sqrt{1{,}8 \times 10^{-5} \times 0{,}1} = \sqrt{1{,}8 \times 10^{-6}} \approx 1{,}342 \times 10^{-3}\ \text{моль/л}$$ Отсюда $$\text{pH} = -\log_{10}(1{,}342 \times 10^{-3}) \approx 2{,}87$$ — типичное значение для разбавленного раствора уксусной кислоты.

Частые вопросы

Когда это приближение перестаёт работать? Для очень разбавленных или сравнительно сильных кислот, где \(x\) уже нельзя считать пренебрежимо малым по сравнению с \(C\), нужно решать полное квадратное уравнение.

Влияет ли температура? Соотношение \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\) справедливо при 25 °C, когда ионное произведение воды \(\text{Kw} = 1{,}0 \times 10^{-14}\).

Можно ли использовать pKa вместо Ka? Сначала переведите по формуле \(\text{Ka} = 10^{-\text{pKa}}\), а затем введите полученное значение Ka сюда.