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輸入計算

數學公式

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結果

pH
4
0 = 酸性 · 7 = 中性 · 14 = 鹼性
[H+] 濃度 0.0001 mol/L
pOH 10
[OH-] 濃度 0.0000000001 mol/L

什麼是 pH 與濃度換算器?

這個工具可以在水溶液的氫離子濃度與 pH 值之間互相換算。pH 是衡量酸鹼度的對數指標:數值愈低代表愈酸,在 25 °C 時 7 為中性,而數值愈高則表示愈鹼(鹼性)。你只要輸入濃度就能得到 pH,或輸入 pH 來反推出對應的濃度。除此之外,計算器也會一併顯示 pOH 與氫氧根離子濃度 [OH-]。

使用方法

先選擇模式。在「濃度 → pH」模式下,輸入以每公升莫耳數(mol/L)為單位的氫離子濃度 [H+],例如 0.0001 或 1e-4。在「pH → 濃度」模式下,則輸入 pH 值(一般介於 0–14)。結果區塊會顯示 pH、對應的 [H+]、pOH 以及 [OH-]。輸入的濃度必須為正數,才能得到有效的 pH。

公式說明

核心關係式為 $$\text{pH} = -\log_{10}\!\left( \text{[H}^+\text{] (mol/L)} \right)$$ 其中 \([\text{H}^+]\) 的單位是 mol/L。將它反推可得 $$\left[\text{H}^+\right] = 10^{-\text{pH}}$$ 由於水會自身解離,在 25 °C 時 \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\),因此 \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\),而 \([\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}\)。由於採用對數刻度,pH 每變動一個整數單位,濃度就相差十倍。

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Diagram showing two arrows: concentration converting to pH via negative log, and pH converting back to concentration via ten to the negative power.
pH and [H+] convert back and forth: pH = −log10[H+] and [H+] = 10^(−pH).
pH scale from 0 to 14 colored from red (acidic) through green (neutral) to purple (basic), with corresponding hydrogen ion concentration powers of ten below.
The pH scale relates to hydrogen ion concentration logarithmically: each pH unit is a tenfold change in [H+].

實例演算

假設 \([\text{H}^+] = 0.0001 \text{ mol/L}\)(即 \(1 \times 10^{-4}\)),則 $$\text{pH} = -\log_{10}(0.0001) = -(-4) = 4$$ 屬於酸性溶液。此時 pOH 為 \(14 - 4 = 10\),而 \([\text{OH}^-] = 10^{-10} = 0.0000000001 \text{ mol/L}\)。

常見問題

pH 可以是負數或超過 14 嗎?可以。濃度極高的強酸 pH 可低於 0,濃度極高的強鹼則可高於 14。這個刻度本質上只是對數,並沒有絕對的上下限。

為什麼中性點是 7?在 25 °C 時純水的 \([\text{H}^+] = 10^{-7} \text{ mol/L}\),因此 pH 為 7。在其他溫度下,中性的 pH 會略有偏移。

濃度使用什麼單位?每公升莫耳數(莫耳濃度,mol/L)。同時也接受科學記號表示法,例如 1e-3。

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