pH值計算器
計算酸、鹼和緩衝液的 pH、pOH 和離子濃度
如何使用pH值計算器
- 1輸入氫離子濃度，或輸入酸及其濃度。
- 2選擇計算 pH、pOH，還是兩者互轉。
- 3檢視 pH 值，以及它代表的酸性或鹼性含義。
pH 標度
pH = -log10[H+]；pOH = 14 - pH（25°C）pH 是氫離子濃度的負常用對數，因此每差一個單位，酸度相差十倍。
pH 低於 7 為酸性、7 為中性、高於 7 為鹼性；該標度依賴溫度，0 至 14 是水溶液的典型範圍。
pH = −log₁₀[H⁺]，是氫離子濃度的**負對數**。這個對數設計解決了濃度跨度極大的問題：從 1 M 強酸到 1 M 強鹼，[H⁺] 相差 10¹⁴ 倍，用 pH 表示只是 0 到 14。**每差 1 個 pH 單位，酸鹼度差 10 倍**——pH 3 的酸性是 pH 4 的 10 倍，是 pH 5 的 100 倍。這是最常被誤解的一點，pH 看似線性實則是對數刻度。
25°C 時 pH + pOH = 14，中性為 7。但**中性點隨溫度變化**：100°C 時水的離子積變大，中性點約為 pH 6.14，此時 pH 7 反而是鹼性。所以嚴格講「pH 7 = 中性」只在 25°C 成立。另外**濃溶液的 pH 不等於用濃度直接計算的值**（活度係數的影響），1 M 鹽酸的實際 pH 約 0.1 而非 0，精密測量需要 pH 計而非計算。
| 物質 | pH | 酸鹼性 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 鹽酸（1 M） | 0 | 強酸 | 胃酸約 1.5–3.5 |
| 檸檬汁 | 2.0 – 2.6 | 酸性 | 檸檬酸 |
| 食醋 | 2.4 – 3.4 | 酸性 | 乙酸約 5% |
| 橙汁 | 3.3 – 4.2 | 酸性 | |
| 咖啡 | 4.5 – 5.0 | 弱酸性 | |
| 純淨水 | 7.0 | 中性 | 25°C |
| 血液 | 7.35 – 7.45 | 弱鹼性 | 人體精密緩衝 |
| 海水 | 7.5 – 8.4 | 弱鹼性 | |
| 小蘇打溶液 | 8.3 | 弱鹼性 | 碳酸氫鈉 |
| 肥皂水 | 9 – 10 | 鹼性 | |
| 氨水（家用） | 11 – 12 | 鹼性 | |
| 漂白劑 | 12 – 13 | 強鹼性 |
常見物質的 pH 值
常見問題
為什麼 pH 是對數？
因為離子濃度跨越多個數量級，對數標度能把它壓縮到方便的 0 至 14 範圍。
7 總是中性嗎？
中性指 pH 等於 pOH；在 25°C 時為 7，但中性點會隨溫度偏移。
pH 可以為負嗎？
可以，極濃的強酸 pH 可低於 0，不過日常中少見。
強酸和弱酸的 pH 計算有什麼區別？
強酸（HCl、HNO₃、H₂SO₄ 第一步）完全電離，[H⁺] 直接等於濃度（一元酸）。弱酸（乙酸、碳酸）部分電離，需要用**電離常數 Ka**：對一元弱酸，[H⁺] ≈ √(Ka × C)。例如 0.1 M 乙酸（Ka = 1.8×10⁻⁵）：[H⁺] = √(1.8×10⁻⁶) = 1.34×10⁻³，pH ≈ 2.87；而 0.1 M 鹽酸 pH = 1。同樣濃度，弱酸 pH 高得多。
緩衝溶液是怎麼工作的？
由弱酸及其共軛鹼（如乙酸/乙酸鈉）組成，能抵抗少量酸鹼的加入。原理是「儲備」：加酸時共軛鹼消耗 H⁺，加鹼時弱酸釋放 H⁺。pH 由 Henderson-Hasselbalch 方程給出：**pH = pKa + log([鹼]/[酸])**。當兩者濃度相等時 pH = pKa，緩衝能力最強；比例在 1:10 到 10:1 之間（即 pKa ± 1）都有較好緩衝效果。**人體血液靠碳酸氫鹽緩衝對維持在 7.35–7.45，偏離 0.4 就有生命危險。**