pH値を計算する方法は次のとおりです

化学クイックレビュー

ThoughtCo / Nusha Ashjaee

pH は、化学溶液の酸性度または塩基性度の尺度です。の pH スケールは 0 から 14 まであり、値 7 は中性、7 未満の酸性、7 より大きい塩基性と見なされます。

pH は、溶液の水素イオン濃度の 10 を底とする負の対数 (電卓では「log」) です。計算するには、与えられた水素イオン濃度の対数を取り、符号を逆にします。以下のpH式の詳細を参照してください。

ここでは、pH と pHが意味するもの 水素イオン濃度、酸、塩基に関して。

酸と塩基の復習

酸と塩基を定義する方法はいくつかありますが、pH は具体的には水素のみを指します イオン 濃度に適用されます 水性 (水性) ソリューション。水が解離すると、水素イオンと水酸化物になります。以下の化学式を参照してください。

H₂おー⁺+ああ^-

pH を計算するときは、[ ] は モル濃度 、M。モル濃度は、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数で表されます。与えられたら 他の単位での濃度 モル（質量パーセント、モル濃度など）よりも、pH式を使用するためにモル濃度に変換します。

pH とモル濃度の関係は、次のように表すことができます。

K_の= [H⁺][おー^-] = 1x10^-1425℃で
純水用 [H⁺] = [ああ^-] = 1x10^-7

• K_のは水の解離定数
• 酸性溶液 : [H⁺] > 1x10^-7
• 基本的な解決策 : [H⁺]<1x10^-7

pH と [H+] の計算方法

平衡方程式から、pH について次の式が得られます。

pH = -ログ₁₀[H⁺]
[H⁺] = 10^-pH

言い換えると、pH はモル水素イオン濃度の負の対数であるか、またはモル水素イオン濃度は 10 の負の pH 値の累乗に等しくなります。この計算は簡単に行うことができます。 関数電卓 多くの場合、これらには「ログ」ボタンがあります。これは、自然対数を表す「ln」ボタンとは異なります。

pHとpOH

pH 値を使用して簡単に pOHを計算する 覚えている場合：

pH + pOH = 14

これは、塩基の pH を求められた場合に特に役立ちます。 pOH pHではなく。

計算問題の例

これらのサンプル問題を試して、pH の知識をテストしてください。

例 1

特定の [H の pH を計算します。⁺]。指定された pH を計算します [H⁺] = 1.4×10^-5M

答え：

pH = -ログ₁₀[H⁺]
pH = -ログ₁₀(1.4×10^-5)
pH = 4.85

例 2

[Hを計算する⁺] 既知の pH から。 [H を求める⁺] pH = 8.5の場合

答え：

[H⁺] = 10^-pH
[H⁺] = 10^-8.5
[H⁺] = 3.2 × 10^-9M

例 3

H の場合、pH を求めます。⁺濃度は 0.0001 モル/リットルです。

ここでは、濃度を 1.0 x 10 と書き直すと役立ちます。^-4これは、式が pH = -(-4) = 4 になるためです。または、電卓を使用してログを取得することもできます。これにより、以下が得られます。

答え：

pH = - ログ (0.0001) = 4

通常、問題の水素イオン濃度は与えられませんが、化学反応または酸濃度から求める必要があります。これの単純さは、あなたが持っているかどうかによって異なります 強酸 または 弱酸 . pH を求めるほとんどの問題は、強酸が水中で完全にイオンに解離するためです。一方、弱酸は部分的にしか解離しないため、平衡状態では、溶液には弱酸とそれが解離するイオンの両方が含まれます。

例 4

塩酸、HCl の 0.03 M 溶液の pH を求めます。

塩酸は、1:1 のモル比で水素カチオンと塩化物アニオンに解離する強酸です。したがって、水素イオンの濃度は酸溶液の濃度とまったく同じです。

答え：

[H⁺]= 0.03M

pH = - ログ (0.03)
pH = 1.5

あなたの仕事をチェック

pH 計算を実行するときは、常に答えが理にかなっていることを確認してください。酸は 7 よりもはるかに低い pH (通常 1 ～ 3) を持ち、塩基は高い pH 値 (通常は約 11 ～ 13) を持つ必要があります。理論的には可能ですが、 負のpHを計算する 、実際には pH 値は 0 から 14 の間である必要があります。これは、14 を超える pH は、計算の設定または計算自体にエラーがあることを示します。

ソース

• コビントン、AK。ベイツ、RG。ダースト、R. A. (1985)。 「pH スケールの定義、標準参照値、pH の測定、および関連用語」。 純粋なアプリケーション。ケム . 57 (3): 531–542. doi:10.1351/pac198557030531
• 国際純粋応用化学連合 (1993)。 物理化学における量、単位、および記号 (第 2 版) オックスフォード: ブラックウェル科学。 ISBN 0-632-03583-8
• メンダム、Ｊ．デニー、RC。バーンズ、JD。 Thomas、M. J. K. (2000)。 フォーゲルの定量的化学分析 （第6版）。ニューヨーク：プレンティス・ホール。 ISBN 0-582-22628-7。