pH 計算器(酸鹼度判定)
輸入氫離子濃度 [H+] 或 pH 值,即可計算出 pH、pOH、[H+]、[OH-] 的數值,並判斷溶液是酸性、中性還是鹼性。
pH 值範圍參考
| pH 範圍 | 常見例子 |
|---|---|
| 0〜2 | 胃酸、檸檬汁 |
| 3〜4 | 食醋、碳酸飲料 |
| 5〜6 | 咖啡、雨水 |
| 7(中性) | 純水 |
| 8〜9 | 海水、小蘇打水 |
| 10〜11 | 肥皂水、氨水 |
| 12〜14 | 漂白劑、氫氧化鈉溶液 |
使用小貼士
- 由於 pH 是對數刻度,pH 每相差 1,氫離子濃度就會相差 10 倍。pH 4 的酸性強度是 pH 5 的 10 倍、是 pH 3 的 100 倍。
- 本工具的計算以 25°C 為前提。由於水的離子積(Kw)會隨溫度變化,嚴格來說,在非 25°C 的條件下 pH + pOH = 14 並不一定成立。
- [H⁺] 濃度通常是非常小的數值,使用科學計數法(例如 1.0×10⁻⁷)輸入和檢視會更加直觀。
- 想了解常見液體的 pH 值時,可參考下方的「pH 值範圍參考」表格。
常見問題
pH(氫離子指數)是表示水溶液中氫離子濃度 [H⁺] 大小的指標,定義為 pH = -log₁₀[H⁺]。其範圍為 0~14,7 為中性,小於 7 表示酸性、大於 7 表示鹼性,數值離 7 越遠,酸性或鹼性就越強。
在 25°C 的水溶液中,pH + pOH = 14 這一關係式始終成立(基於水的離子積 Kw = 1.0×10⁻¹⁴)。只要知道 pH,用 14 減去它即可求出 pOH,反之亦然。
由於 pH 是對數刻度,pH 每變化 1,氫離子濃度就會變化 10 倍。例如 pH 3 的溶液,其氫離子濃度是 pH 5 溶液的 100 倍(10 的 2 次方倍),因此酸性也相應更強。
純水中一部分水分子會發生微弱電離,使 [H⁺] 與 [OH⁻] 達到相同濃度(25°C 下均為 1.0×10⁻⁷ mol/L)。根據該濃度計算得出 pH = 7,因此該值被定為 [H⁺] 與 [OH⁻] 相互平衡的中性基準值。
閒話 ― pH 這一表示法從何而來
pH 這一表示法由丹麥化學家索倫·索倫森(Søren Sørensen)於 1909 年提出,據說源自「power of Hydrogen(氫的力量)」,或源自當時丹麥語、法語中使用的「potentia Hydrogenii」(拉丁語中「氫的力量」之意)的首字母。他當時在一家負責管理啤酒釀造品質的研究所(嘉士伯實驗室)工作,正是發酵管理中對簡便酸度指標的需求,促成了 pH 概念的誕生。
pH 最初的定義直接處理氫離子濃度本身,但由於這些數值往往過小(如 0.0000001),在實際使用中很不方便,於是通過取對數,將其壓縮到 0~14 這一便於處理的整數範圍內。這種「通過取對數來處理數量級懸殊差異」的思路,在地震震級、聲音響度(分貝)等其他科學領域中也被廣泛應用。
如今,pH 試紙和 pH 計(通過電極測量電位差來計算 pH 的儀器)已十分普及,pH 這一指標在水質檢測、食品加工、泳池水質管理、土壤診斷等許多遠離化學實驗室的日常場景中持續發揮著作用。