Máy tính pH của axit mạnh là gì?
Công cụ này tính pH của dung dịch axit mạnh — loại axit phân li hoàn toàn trong nước. Các axit mạnh như HCl, HNO₃ hay H₂SO₄ giải phóng toàn bộ proton axit của chúng, vì vậy nồng độ ion hydro bằng nồng độ axit nhân với số proton axit có trong mỗi phân tử.
Cách sử dụng
Nhập nồng độ mol của axit theo đơn vị mol/L và số proton axit (\(n_H\)): bằng 1 với axit đơn nấc như HCl, bằng 2 với axit hai nấc như H₂SO₄. Máy tính sẽ trả về pH, nồng độ ion hydro [H⁺] và giá trị pOH.
Giải thích công thức
Với axit mạnh, ta có \([\text{H}^+] = C \times n_H\) vì sự phân li là hoàn toàn. pH chính là logarit cơ số 10 mang dấu âm của nồng độ này:
$$\text{pH} = -\log_{10}\left(C \times n_H\right)$$Giá trị pOH suy ra từ mối quan hệ tự ion hóa của nước: \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) ở 25 °C.
Ví dụ minh họa
Với HCl 0,01 mol/L (\(n_H = 1\)): \([\text{H}^+] = 0{,}01\ \text{mol/L}\),
$$\text{pH} = -\log_{10}(0{,}01) = 2$$và \(\text{pOH} = 14 - 2 = 12\). Với H₂SO₄ 0,01 mol/L coi như phân li hai nấc hoàn toàn (\(n_H = 2\)): \([\text{H}^+] = 0{,}02\ \text{mol/L}\),
$$\text{pH} = -\log_{10}(0{,}02) \approx 1{,}70$$Câu hỏi thường gặp
Công cụ này có dùng được cho axit yếu không? Không. Axit yếu chỉ phân li một phần và cần đến hằng số phân li axit (Ka). Máy tính này giả định sự phân li là hoàn toàn.
Phép tính cho axit đa nấc có chính xác tuyệt đối không? Coi mọi proton đều được giải phóng hoàn toàn chỉ là một sự lý tưởng hóa; nấc phân li thứ hai của H₂SO₄ thực ra không hoàn toàn, nên pH thực tế có thể cao hơn đôi chút.
Vì sao pH có thể âm? Các axit rất đậm đặc (\(C \times n_H > 1\)) cho ra pH âm. Về mặt toán học điều này hoàn toàn hợp lệ, dù ở nồng độ cao thì các hiệu ứng hoạt độ sẽ đóng vai trò đáng kể.
