pH 计算器 — 计算 pH、pOH & 离子浓度
只需输入 pH、pOH、氢离子浓度或氢氧根离子浓度中的任意一个值,即可快速计算其余三个值。适用于酸碱化学学习、溶液强弱判断和理解对数型 pH 标尺。
pH 计算器
有效范围:0 到 14
常见问题
什么是 pH 值?
pH 是衡量水溶液酸碱性的对数刻度,定义为氢离子浓度 [H⁺] 的负常用对数:pH = −log₁₀[H⁺]。pH 从 0 到 14:pH < 7 为酸性,pH = 7 为中性(纯水,25 °C),pH > 7 为碱性。由于是对数刻度,pH 每差 1 个单位,氢离子浓度相差 10 倍。
如何从氢离子浓度计算 pH?
使用公式 pH = −log₁₀[H⁺],其中 [H⁺] 为氢离子摩尔浓度(mol/L)。例如:[H⁺] = 1×10⁻³ mol/L → pH = −log(10⁻³) = 3(酸性);[H⁺] = 1×10⁻⁷ mol/L → pH = 7(中性);[H⁺] = 1×10⁻¹¹ mol/L → pH = 11(碱性)。反向求 [H⁺]:[H⁺] = 10⁻ᵖᴴ。
pH 和 pOH 有何关系?
在 25 °C 时:pH + pOH = 14(源自水的离子积常数 Kw = [H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴ mol²/L²);pOH = −log₁₀[OH⁻]。已知 pH 即可求 pOH:pH 3 → pOH = 11;pH 11 → pOH = 3。[H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴,因此 pH 越低(酸性越强),OH⁻ 浓度越低。
pOH 是什么,如何计算?
pOH 是氢氧根离子浓度 [OH⁻] 的负常用对数:pOH = −log₁₀[OH⁻],用于描述溶液的碱性强弱。pOH = 0 表示强碱性溶液([OH⁻] = 1 mol/L),pOH = 14 表示强酸性溶液。在 25 °C 下,pH + pOH = 14,因此用 14 减去 pH 即可求得 pOH。
为什么纯水在 pH = 7 时为中性?
25 °C 时纯水的 pH 恰好为 7,因为水会发生自电离:H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻。该反应的平衡常数(Kw)在 25 °C 时等于 1×10⁻¹⁴ mol²/L²,即 [H⁺] = [OH⁻] = 1×10⁻⁷ mol/L,pH = −log₁₀(10⁻⁷) = 7。注意:温度升高时 Kw 增大,中性点会略低于 7。
pH 每变化 1 个整数单位代表什么?
由于 pH 是对数刻度,每变化 1 个单位,氢离子浓度相差 10 倍。从 pH 4 降至 pH 3,[H⁺] 增大 10 倍,溶液酸性增强 10 倍;pH 差 2 则代表 [H⁺] 相差 100 倍。这就是为什么柠檬汁(pH ≈ 2)远比咖啡(pH ≈ 5)酸,尽管数字看起来差距不大。
常见生活物质的 pH 是多少?
常见 pH 参考值:蓄电池酸液 ≈ 0,胃酸 ≈ 1.5–2,柠檬汁 ≈ 2–3,醋 ≈ 2.5,橙汁 ≈ 3–4,黑咖啡 ≈ 5,雨水 ≈ 5.6,纯水 = 7,血液 ≈ 7.35–7.45,海水 ≈ 8,小苏打 ≈ 8.3,镁乳 ≈ 10.5,氨水 ≈ 11,漂白水 ≈ 12–13,NaOH 稀溶液 ≈ 14。实际值因浓度、温度和纯度而有所差异。
如何在 pH 和氢离子浓度之间相互转换?
两个公式对应两个方向:(1)由 [H⁺] 求 pH:pH = −log₁₀[H⁺]。示例:[H⁺] = 5×10⁻⁴ mol/L → pH = −log₁₀(5×10⁻⁴) = 3.30。(2)由 pH 求 [H⁺]:[H⁺] = 10⁻ᵖᴴ。示例:pH = 3.30 → [H⁺] = 10⁻³·³⁰ ≈ 5×10⁻⁴ mol/L。本计算器支持双向计算,选择对应输入模式即可。
pH 公式
pH 是衡量水溶液酸碱性的对数刻度,定义为氢离子浓度 [H⁺] 的负常用对数。pH < 7 为酸性,pH = 7 为中性(纯水,25 °C),pH > 7 为碱性(碱性溶液)。
如何计算 pH
pH = −log₁₀[H⁺]
[H⁺] = 10⁻ᵖᴴ
其中:
- pH — 氢的幂次(无量纲)
- [H⁺] — 氢离子浓度(mol/L)
由于是对数刻度,pH 每变化 1 个整数单位,[H⁺] 相差 10 倍。pH = 3 比 pH = 4 酸性强 10 倍,比 pH = 5 酸性强 100 倍。
pH、pOH、[H⁺] 和 [OH⁻] 之间的关系
pH + pOH = 14
pOH = −log₁₀[OH⁻]
[H⁺] × [OH⁻] = 10⁻¹⁴(25 °C 时的 Kw)
25 °C 时,水的离子积常数(Kw)等于 1×10⁻¹⁴ mol²/L²,将四个量紧密关联——已知其中任意一个,即可求出其余三个。
pOH = 14 − pH[OH⁻] = 10⁻ᵖᴼᴴ = Kw / [H⁺]
pH 刻度 — 常见物质
pH 刻度从 0(最强酸性)到 14(最强碱性)。以下是日常物质的参考 pH 值。
| 物质 | 参考 pH | 性质 |
|---|---|---|
| 蓄电池酸液(H₂SO₄) | 0 | 强酸性 |
| 胃酸 | 1.5 – 2 | 强酸性 |
| 柠檬汁 / 醋 | 2 – 3 | 酸性 |
| 橙汁 / 碳酸饮料 | 3 – 4 | 酸性 |
| 黑咖啡 | 5 | 弱酸性 |
| 雨水 / 尿液 | 5.5 – 6.5 | 弱酸性 |
| 纯水(25 °C) | 7 | 中性 |
| 血液 / 海水 | 7.4 – 8.3 | 弱碱性 |
| 小苏打(NaHCO₃) | 8.3 | 弱碱性 |
| 氨水 | 11 | 碱性 |
| 漂白水(NaOCl) | 12 – 13 | 强碱性 |
| 氢氧化钠(NaOH) | 14 | 强碱性 |
如何使用本计算器
- 选择输入模式:pH、[H⁺] 浓度 或 pOH。
- 在输入框中填入已知值。
- 计算器即时计算全部四个关联值:pH、pOH、[H⁺] 和 [OH⁻]。
- 色彩徽标显示溶液为酸性、中性还是碱性。
- 可视化 pH 刻度条显示您的值在 0–14 范围内的位置。
计算示例
示例 1:由 pH 求 [H⁺]
已知:pH = 3,求 [H⁺]。
[H⁺] = 10⁻³ = 0.001 mol/L
pOH = 14 − 3 = 11;[OH⁻] = 10⁻¹¹ mol/L
示例 2:由浓度求 pH
已知:[H⁺] = 2.5×10⁻⁵ mol/L,求 pH。
pH = −log₁₀(2.5×10⁻⁵) = 4.60
示例 3:由 pOH 求 pH
已知:pOH = 4,求 pH。
pH = 14 − 4 = 10(碱性溶液)
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重要健康提示
本计算器仅供参考和教育用途。
- 结果为估算值,不构成医学诊断。
- 病史、用药情况和既往疾病等个体因素可能对结果产生显著影响。
- 请勿仅凭本工具自行做出医疗决定。
- 如需个性化医疗建议、诊断或治疗,请咨询合格的医疗专业人员。