什么是pH值？
pH值用来衡量水溶液的酸碱程度，其定义为氢离子浓度（记作[H⁺]，单位为摩尔每升，mol/L）以10为底的负对数。pH标度通常在0到14之间：小于7为酸性，恰好等于7为中性（25 °C下的纯水），大于7则为碱性。本计算器支持双向换算——既可由[H⁺]求pH，也可由pH反推[H⁺]——同时还会给出pOH和氢氧根离子浓度[OH⁻]。
如何使用本计算器
先选择计算模式。在浓度 → pH模式下，输入以mol/L为单位的氢离子浓度（例如\(10^{-4}\)可填入0.0001），工具便会算出pH值。在pH → 浓度模式下，输入一个pH值，即可得到对应的[H⁺]。无论哪种模式，你都能同时看到 \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\) 和 \(\text{[OH}^{-}\text{]} = 10^{-\text{pOH}}\)，以及一个标注溶液呈酸性、中性还是碱性的判定结果。
公式详解
核心公式为
$$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(\text{[H}^{+}\text{]}\right)$$由于采用对数形式，pH标度上每变化一个整数单位，就代表[H⁺]发生十倍的变化：pH为4的溶液酸性是pH为5溶液的10倍。将公式反解可得
$$\text{[H}^{+}\text{]} = 10^{-\text{pH}}$$与之配套的关系式 \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) 适用于25 °C下的稀水溶液，它由水的离子积 \(K_w = 1.0 \times 10^{-14}\) 推导而来。
计算示例
假设 \(\text{[H}^{+}\text{]} = 0.0001 \ \text{mol/L} = 10^{-4}\)。那么
$$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(10^{-4}\right) = 4$$此时 \(\text{pOH} = 14 - 4 = 10\)，\(\text{[OH}^{-}\text{]} = 10^{-10} \ \text{mol/L}\)。由于pH为4，低于7，因此该溶液呈酸性。
常见问题
pH值会低于0或高于14吗？ 会的。浓度极高的强酸可能出现负的pH值，浓度极高的强碱pH值也可能超过14。0到14只是常见范围，并非绝对界限。
这些计算基于什么温度？ 中性点为7以及 \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\) 这一关系都以25 °C为前提。在其他温度下，\(K_w\)会发生变化，中性pH值也会随之偏移。
为什么要用对数？ 氢离子浓度跨越多个数量级，用对数标度可以把它们压缩到一个方便阅读的合理区间内。
