Công cụ này làm gì
Công cụ này chuyển đổi nồng độ mol (độ mol, đơn vị mol/L) của một axit mạnh hoặc bazơ mạnh thành giá trị pH. Các axit mạnh (như HCl, HNO₃, H₂SO₄) và bazơ mạnh (như NaOH, KOH) phân ly hoàn toàn trong nước, nên nồng độ của dung dịch chính bằng nồng độ ion H⁺ hoặc OH⁻, giúp việc tính pH trở nên đơn giản.
Cách sử dụng
Chọn dung dịch của bạn là axit mạnh hay bazơ mạnh, sau đó nhập nồng độ mol theo đơn vị mol/L. Công cụ sẽ trả về giá trị pH (cùng với pOH tương ứng). Với axit, nồng độ càng cao thì pH càng thấp; với bazơ, nồng độ càng cao thì pH càng cao.
Giải thích công thức
Với một axit mạnh, nồng độ ion hydro bằng đúng nồng độ mol, do đó:
$$\text{pH} = -\log_{10}\left(\text{Concentration (mol/L)}\right)$$
Với một bazơ mạnh, nồng độ ion hydroxit bằng nồng độ mol. Trước tiên tính \(\text{pOH} = -\log_{10}(M)\), rồi áp dụng mối quan hệ của nước \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\):
$$\text{pH} = 14 + \log_{10}(M) = 14 - \text{pOH}$$
Các công thức này giả định nhiệt độ 25 °C, phân ly hoàn toàn và dung dịch loãng lý tưởng.
Ví dụ minh họa
Dung dịch HCl 0,01 mol/L (một axit mạnh): \(\text{pH} = -\log_{10}(0{,}01) = -(-2) = \mathbf{2}\). Với dung dịch NaOH 0,01 mol/L (một bazơ mạnh): \(\text{pOH} = -\log_{10}(0{,}01) = 2\), nên \(\text{pH} = 14 - 2 = \mathbf{12}\).
Câu hỏi thường gặp
Công cụ này có dùng được cho axit hoặc bazơ yếu không? Không. Axit và bazơ yếu chỉ phân ly một phần, nên pH của chúng phụ thuộc vào hằng số phân ly axit/bazơ (Ka hoặc Kb) và cần đến phép tính cân bằng.
Tại sao pH lại có thể nhỏ hơn 0 hoặc lớn hơn 14? Ở nồng độ rất cao, công thức log đơn giản có thể cho ra giá trị nằm ngoài khoảng 0–14. Những giá trị này hợp lệ về mặt toán học nhưng cần được diễn giải thận trọng, vì khi đó hiệu ứng hoạt độ trở nên đáng kể.
Còn các axit đa proton như H₂SO₄ thì sao? Hãy nhân nồng độ mol với số proton axit được giải phóng hoàn toàn để có nồng độ H⁺ hiệu dụng trước khi áp dụng công thức.
