Máy tính pH này dùng để làm gì
Công cụ này ước tính giá trị pH và pOH của các dung dịch axit mạnh, axit yếu, bazơ mạnh và bazơ yếu trong nước. pH cho biết mức độ axit hay bazơ của một dung dịch theo thang đo từ 0 (rất axit) đến 14 (rất bazơ), trong đó 7 là trung tính ở 25 °C. Bạn chỉ cần nhập nồng độ và, đối với các chất yếu, nhập thêm hằng số phân ly axit (Ka) hoặc bazơ (Kb).
Cách sử dụng
Hãy chọn loại dung dịch, nhập nồng độ mol C theo đơn vị mol/L, và với axit hoặc bazơ yếu thì nhập thêm hằng số phân ly. Máy tính sẽ trả về giá trị pH, pOH cùng nhãn phân loại nhanh: axit, bazơ hay trung tính. Mối quan hệ \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) được áp dụng xuyên suốt (đúng ở 25 °C).
Giải thích công thức
Một axit mạnh phân ly hoàn toàn, nên nồng độ ion hydro bằng đúng nồng độ ban đầu: \([\text{H}^+] = \text{C}\) và
$$\text{pH} = -\log_{10}\left(\text{C}\right)$$Trong khi đó, một axit yếu chỉ ion hóa một phần; dựa vào biểu thức cân bằng và giả thiết đơn giản hóa rằng mức ion hóa là nhỏ, ta có \([\text{H}^+] \approx \sqrt{\text{K}_a \cdot \text{C}}\), tức
$$\text{pH} = -\log_{10}\left(\sqrt{\text{K}_a \cdot \text{C}}\right)$$Các bazơ được xử lý đối xứng bằng cách dùng \([\text{OH}^-]\) và pOH, sau đó \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\).
Ví dụ minh họa
Với dung dịch axit mạnh như HCl nồng độ 0,01 mol/L:
$$\text{pH} = -\log_{10}\left(0{,}01\right) = 2$$Với axit axetic nồng độ 0,1 mol/L có \(\text{K}_a = 1{,}8\times10^{-5}\):
$$[\text{H}^+] = \sqrt{1{,}8\times10^{-5} \times 0{,}1} = \sqrt{1{,}8\times10^{-6}} \approx 0{,}00134$$do đó \(\text{pH} \approx 2{,}87\).
Câu hỏi thường gặp
Công thức cho axit yếu có chính xác tuyệt đối không? Không. Công thức này giả định lượng đã ion hóa là không đáng kể so với C. Đối với axit rất loãng hoặc axit yếu khá mạnh, phép gần đúng sẽ bị lệch, khi đó nên dùng phương trình bậc hai đầy đủ.
Nhiệt độ có ảnh hưởng không? Có. Điểm trung tính bằng 7 và quy tắc \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) chỉ đúng ở 25 °C. Ở các nhiệt độ khác, tích số ion của nước sẽ thay đổi.
C phải dùng đơn vị nào? Nồng độ mol, tính bằng mol/L (M).
