Máy tính nồng độ ion hydro là gì?
Công cụ này giúp bạn chuyển đổi qua lại giữa pH và nồng độ ion hydro \([\text{H}^+]\) trong dung dịch nước. pH là thước đo độ axit theo thang logarit: dung dịch càng có nhiều ion hydro thì pH càng thấp và tính axit càng mạnh. Mối liên hệ này là chính xác và áp dụng phổ biến ở điều kiện chuẩn, nên cùng một công thức được dùng trong lớp học hóa học, kiểm tra chất lượng nước hay công việc trong phòng thí nghiệm trên khắp thế giới.
Cách sử dụng
Trước tiên hãy chọn chiều chuyển đổi. Chọn pH → [H⁺] rồi nhập giá trị pH (thường nằm trong khoảng 0–14) để tìm nồng độ mol của ion hydro. Hoặc chọn [H⁺] → pH rồi nhập nồng độ theo mol/L để tính pH. Máy tính cũng đồng thời cho biết pOH và [OH⁻] tương ứng dựa trên mối quan hệ của nước: \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) ở 25 °C.
Giải thích công thức
pH được định nghĩa là giá trị âm của logarit cơ số 10 của hoạt độ ion hydro, được xấp xỉ bằng nồng độ:
$$\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+]$$Biến đổi ngược lại ta có:
$$[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}$$Khi pH giảm một đơn vị thì nồng độ ion hydro tăng lên gấp mười lần. Nước nguyên chất trung tính ở 25 °C có \([\text{H}^+] = 1\times10^{-7}\) mol/L, tương ứng \(\text{pH} = 7\).
Ví dụ minh họa
Giả sử một dung dịch có pH bằng 3. Khi đó \([\text{H}^+] = 10^{-3} = 0{,}001\) mol/L. Suy ra \(\text{pOH} = 14 - 3 = 11\), và \([\text{OH}^-] = 10^{-11} \approx 1\times10^{-11}\) mol/L. Dung dịch này có tính axit mạnh vì nồng độ ion hydro của nó cao gấp 10.000 lần so với nước trung tính.
Câu hỏi thường gặp
pH có thể âm không? Có. Các axit mạnh ở nồng độ rất cao có thể có \([\text{H}^+]\) lớn hơn 1 mol/L, dẫn đến pH âm. Máy tính chấp nhận những giá trị này.
Tại sao lại hiển thị pOH? Trong nước, \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) ở 25 °C, nên việc đưa ra cả pOH và [OH⁻] giúp bạn có cái nhìn đầy đủ về cân bằng axit–bazơ.
Nồng độ có giống hoạt độ không? Về mặt chặt chẽ, pH được tính theo hoạt độ ion, nhưng với dung dịch loãng thì hoạt độ ≈ nồng độ, và đây chính là giả định được sử dụng ở đây.