pH 计算器
计算酸、碱和缓冲溶液的 pH、pOH 和离子浓度
如何使用pH 计算器
- 1输入氢离子浓度，或输入酸及其浓度。
- 2选择计算 pH、pOH，还是两者互转。
- 3查看 pH 值，以及它代表的酸性或碱性含义。
pH 标度
pH = -log10[H+]；pOH = 14 - pH（25°C）pH 是氢离子浓度的负常用对数，因此每差一个单位，酸度相差十倍。
pH 低于 7 为酸性、7 为中性、高于 7 为碱性；该标度依赖温度，0 至 14 是水溶液的典型范围。
pH = −log₁₀[H⁺]，是氢离子浓度的**负对数**。这个对数设计解决了浓度跨度极大的问题：从 1 M 强酸到 1 M 强碱，[H⁺] 相差 10¹⁴ 倍，用 pH 表示只是 0 到 14。**每差 1 个 pH 单位，酸碱度差 10 倍**——pH 3 的酸性是 pH 4 的 10 倍，是 pH 5 的 100 倍。这是最常被误解的一点，pH 看似线性实则是对数刻度。
25°C 时 pH + pOH = 14，中性为 7。但**中性点随温度变化**：100°C 时水的离子积变大，中性点约为 pH 6.14，此时 pH 7 反而是碱性。所以严格讲「pH 7 = 中性」只在 25°C 成立。另外**浓溶液的 pH 不等于用浓度直接计算的值**（活度系数的影响），1 M 盐酸的实际 pH 约 0.1 而非 0，精密测量需要 pH 计而非计算。
| 物质 | pH | 酸碱性 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 盐酸（1 M） | 0 | 强酸 | 胃酸约 1.5–3.5 |
| 柠檬汁 | 2.0 – 2.6 | 酸性 | 柠檬酸 |
| 食醋 | 2.4 – 3.4 | 酸性 | 乙酸约 5% |
| 橙汁 | 3.3 – 4.2 | 酸性 | |
| 咖啡 | 4.5 – 5.0 | 弱酸性 | |
| 纯净水 | 7.0 | 中性 | 25°C |
| 血液 | 7.35 – 7.45 | 弱碱性 | 人体精密缓冲 |
| 海水 | 7.5 – 8.4 | 弱碱性 | |
| 小苏打溶液 | 8.3 | 弱碱性 | 碳酸氢钠 |
| 肥皂水 | 9 – 10 | 碱性 | |
| 氨水（家用） | 11 – 12 | 碱性 | |
| 漂白剂 | 12 – 13 | 强碱性 |
常见物质的 pH 值
常见问题
为什么 pH 是对数？
因为离子浓度跨越多个数量级，对数标度能把它压缩到方便的 0 至 14 范围。
7 总是中性吗？
中性指 pH 等于 pOH；在 25°C 时为 7，但中性点会随温度偏移。
pH 可以为负吗？
可以，极浓的强酸 pH 可低于 0，不过日常中少见。
强酸和弱酸的 pH 计算有什么区别？
强酸（HCl、HNO₃、H₂SO₄ 第一步）完全电离，[H⁺] 直接等于浓度（一元酸）。弱酸（乙酸、碳酸）部分电离，需要用**电离常数 Ka**：对一元弱酸，[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 盐酸 pH = 1。同样浓度，弱酸 pH 高得多。
缓冲溶液是怎么工作的？
由弱酸及其共轭碱（如乙酸/乙酸钠）组成，能抵抗少量酸碱的加入。原理是「储备」：加酸时共轭碱消耗 H⁺，加碱时弱酸释放 H⁺。pH 由 Henderson-Hasselbalch 方程给出：**pH = pKa + log([碱]/[酸])**。当两者浓度相等时 pH = pKa，缓冲能力最强；比例在 1:10 到 10:1 之间（即 pKa ± 1）都有较好缓冲效果。**人体血液靠碳酸氢盐缓冲对维持在 7.35–7.45，偏离 0.4 就有生命危险。**