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输入计算

数学公式

Show calculation steps (2)
  1. Basic (excess OH-)

    Basic (excess OH-): 强酸强碱混合后pH值计算器

    When moles of base exceed moles of acid: pOH from excess OH- concentration, then pH = 14 - pOH

  2. Neutral (equivalence)

    Neutral (equivalence): 强酸强碱混合后pH值计算器

    When moles of acid equal moles of base, the solution is neutral

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结果

最终pH值
7
Neutral (exact equivalence)
过量摩尔数 0 mol
离子浓度 0 mol/L
总体积 0.1 L

这个计算器能做什么

当强一元酸(如盐酸HCl)与强一元碱(如氢氧化钠NaOH)混合时,二者会按摩尔比1:1发生中和反应。本工具通过判断哪种反应物过量、中和后还剩多少,来计算所得溶液的pH值。计算前提为:完全电离、均为一元酸碱、不做温度修正,且假设混合后体积可直接相加。

使用方法

先输入酸的浓度(Ca)和体积(Va),再输入碱的浓度(Cb)和体积(Vb)。计算器会分别求出酸和碱的摩尔数,用较大值减去较小值得到过量摩尔数,再除以混合后的总体积,得出剩余离子的浓度,最后换算成pH值。

公式详解

酸的摩尔数 = \(\text{Ca} \times \text{Va}\);碱的摩尔数 = \(\text{Cb} \times \text{Vb}\)。过量摩尔数 = \(|\text{Ca}\cdot\text{Va} - \text{Cb}\cdot\text{Vb}|\)。将过量摩尔数除以总体积(\(\text{Va} + \text{Vb}\)),即可得到剩余离子的摩尔浓度。若酸过量,剩余的便是[H⁺],$$\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+]$$若碱过量,剩余的便是[OH⁻],此时 \(\text{pOH} = -\log_{10}[\text{OH}^-]\),\(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\)。若酸碱恰好等量,混合液呈中性(25 ℃时pH为7)。

两个装有酸和碱的烧杯合并为一个,显示剩余离子
混合酸和碱的摩尔数时,过量的离子决定溶液是酸性还是碱性。

实例演算

将0.05 L、浓度0.1 mol/L的盐酸(HCl)与0.05 L、浓度0.05 mol/L的氢氧化钠(NaOH)混合。酸的摩尔数 = 0.005,碱的摩尔数 = 0.0025。过量H⁺ = 0.0025 mol。总体积 = 0.1 L,因此 \([\text{H}^+] = 0.025 \ \text{mol/L}\)。$$\text{pH} = -\log_{10}(0.025) = 1.602$$溶液呈酸性。

0到14的水平pH刻度,酸性、中性和碱性区域以颜色区分
所得的离子浓度对应于0–14 pH刻度上的一个位置。

常见问题

这个计算器适用于弱酸或弱碱吗? 不适用。弱酸和弱碱只能部分电离,需要用到其电离常数Ka/Kb并进行缓冲溶液计算。本工具仅适用于强酸和强碱。

如果酸碱恰好完全中和会怎样? 结果为pH 7,因为25 ℃时溶液中只剩下水和中性的盐。

为什么要除以总体积? 两种溶液混合后会相互稀释,剩余的离子会分布在合并后的总体积(\(\text{Va} + \text{Vb}\))中。

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