pH là gì?
pH là đại lượng cho biết một dung dịch có tính axit hay bazơ mạnh đến mức nào. Theo định nghĩa, pH bằng logarit cơ số 10 của nồng độ ion hydro lấy dấu âm, ký hiệu [H⁺], đo bằng đơn vị mol trên lít (mol/L). Thang đo thường trải từ 0 đến 14: giá trị dưới 7 là axit, đúng bằng 7 là trung tính (nước nguyên chất ở 25 °C), còn trên 7 là bazơ (kiềm). Công cụ này chuyển đổi theo cả hai chiều — từ [H⁺] ra pH và từ pH ngược lại thành [H⁺] — đồng thời cho biết pOH và nồng độ ion hydroxit [OH⁻].
Cách dùng công cụ
Trước tiên hãy chọn chế độ. Ở chế độ Nồng độ → pH, bạn nhập nồng độ ion hydro theo mol/L (ví dụ 0,0001 tương ứng với \(10^{-4}\)) và công cụ sẽ trả về giá trị pH. Ở chế độ pH → Nồng độ, bạn nhập một giá trị pH và công cụ trả về [H⁺]. Dù chọn chiều nào, bạn cũng sẽ thấy \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\) và \(\text{[OH}^{-}\text{]} = 10^{-\text{pOH}}\), cùng nhãn cho biết dung dịch là axit, trung tính hay bazơ.
Giải thích công thức
Công thức cốt lõi là $$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(\text{[H}^{+}\text{]}\right)$$ Vì đây là một hàm logarit nên mỗi bậc số nguyên trên thang pH ứng với sự thay đổi gấp mười lần của [H⁺]: dung dịch có pH 4 có tính axit gấp mười lần dung dịch pH 5. Đảo ngược công thức ta được $$\text{[H}^{+}\text{]} = 10^{-\text{pH}}$$ Hệ thức đi kèm \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) đúng với các dung dịch nước loãng ở 25 °C, suy ra từ tích số ion của nước \(K_w = 1{,}0 \times 10^{-14}\).
Ví dụ minh họa
Giả sử \(\text{[H}^{+}\text{]} = 0{,}0001 \text{ mol/L} = 10^{-4}\). Khi đó $$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(10^{-4}\right) = 4$$ Suy ra \(\text{pOH} = 14 - 4 = 10\) và \(\text{[OH}^{-}\text{]} = 10^{-10}\) mol/L. Vì pH 4 nhỏ hơn 7 nên dung dịch có tính axit.
Câu hỏi thường gặp
pH có thể nhỏ hơn 0 hoặc lớn hơn 14 không? Có. Các axit mạnh rất đậm đặc có thể cho pH âm, còn bazơ mạnh đậm đặc có thể vượt quá 14. Khoảng 0–14 chỉ là phạm vi thông thường, không phải giới hạn cứng.
Công cụ giả định ở nhiệt độ nào? Điểm trung tính bằng 7 và hệ thức \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) đều được tính ở 25 °C. Ở các nhiệt độ khác, \(K_w\) thay đổi và điểm pH trung tính cũng dịch chuyển theo.
Vì sao lại dùng logarit? Nồng độ ion hydro trải dài qua rất nhiều bậc độ lớn. Thang logarit nén các giá trị này lại thành một khoảng gọn gàng, dễ đọc.
