這個計算機的功能
本工具能將 pH 值換算成對應的氫離子濃度,也就是 \([\text{H}^{+}]\),單位是每公升莫耳數(mol/L)。pH 採用對數方式來衡量酸鹼度,因此 pH 每變動一個單位,\([\text{H}^{+}]\) 就會相差十倍。在 25°C 的標準條件下,計算機還會一併算出 pOH 與氫氧根離子濃度 \([\text{OH}^{-}]\)。
使用方法
輸入任一 pH 值,一般介於 0 到 14 之間(強酸或強鹼溶液可能略微超出這個範圍)。按下計算後,立即顯示以 mol/L 為單位的氫離子濃度,並附上 pOH 與 \([\text{OH}^{-}]\)。由於 pH 是無單位的量,因此不需要另外輸入單位。
公式說明
核心公式為 $$[\text{H}^{+}] = 10^{-\text{pH}}$$ 因為 \(\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^{+}]\),所以只要取反對數就能還原出濃度。同理,\([\text{OH}^{-}] = 10^{-\text{pOH}}\),其中在 25°C 時 \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\)。pH 越低,代表 \([\text{H}^{+}]\) 越高、溶液越酸;pH 越高,則 \([\text{H}^{+}]\) 越低、溶液越鹼。
實際範例
假設某溶液的 pH 為 3,則 $$[\text{H}^{+}] = 10^{-3} = 0.001 \text{ mol/L}$$ 此時 \(\text{pOH} = 14 - 3 = 11\),因此 \([\text{OH}^{-}] = 10^{-11} = 0.00000000001 \text{ mol/L}\)。由於 \([\text{H}^{+}]\) 遠大於 \([\text{OH}^{-}]\),可確認這是一個酸性溶液。
常見問題
中性的 pH 是多少?在 25°C 時,純水的 pH 為 7,此時 \([\text{H}^{+}] = 10^{-7} = 0.0000001 \text{ mol/L}\),恰好等於 \([\text{OH}^{-}]\)。
pH 可以是負數嗎?可以。非常濃的強酸 pH 值可能低於 0,對應的 \([\text{H}^{+}]\) 會大於 1 mol/L。
溫度會有影響嗎?\(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) 這條規則只適用於 25°C。在其他溫度下,中性點與水的離子積常數都會略有變化。