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🧪pH 计算器 - 弱酸弱碱、多元酸、盐溶液、缓冲溶液 pH 精确计算

pH = −lg[H⁺]。强酸强碱可以直接由浓度得到 pH，弱酸、弱碱、多元酸、盐和缓冲溶液则需要同时考虑离解平衡和水的电离。例如 0.1 mol/L 醋酸（pKa 4.75）用最简式 [H⁺] = √(c·Ka) ≈ 1.33×10⁻³ mol/L，pH ≈ 2.88；0.1 mol/L 氨水 pH ≈ 11.12；0.1 mol/L 磷酸 pH ≈ 1.63；1×10⁻⁸ mol/L 盐酸的 pH 是 6.98 而不是 8，因为水自身电离出的 H⁺ 不能忽略。本工具把溶液中所有组分写进电荷平衡方程，用二分法在 lg[H⁺] 上求根，得到包含各级离解和水电离的精确解，同时列出教材上的最简式、一元二次近似式及其使用条件（c·Ka ≥ 20Kw、c/Ka ≥ 500），并给出两者与精确解的差距。共有六种模式：强酸强碱、一元弱酸弱碱（可自定义 Ka/Kb）、多元酸及其各级盐（H₂CO₃、H₃PO₄、H₂SO₄、草酸、柠檬酸等，含两性物质 NaHCO₃、NaH₂PO₄）、盐的水解（NaAc、NH₄Cl、NH₄Ac 等）、缓冲溶液（Henderson–Hasselbalch 公式与精确解对比、缓冲容量、加入强酸强碱后的 pH 变化）以及 pH ↔ pOH ↔ [H⁺] ↔ [OH⁻] 换算。结果附各形态的分布系数和平衡浓度，以及可交互的 δ–pH 分布曲线；还可以按温度修正水的离子积 Kw。

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如何使用pH 计算器

  1. 1选择计算模式，或点上方示例（如 0.1 M 醋酸、0.1 M Na₂CO₃、HAc–NaAc 缓冲液）
  2. 2选择物质并输入浓度，自定义弱酸弱碱可直接填 Ka 或 pKa
  3. 3查看 pH、pOH、[H⁺]、[OH⁻]、计算过程和各形态分布曲线

常见问题

弱酸的 pH 什么时候能用 √(c·Ka) 计算？
最简式 [H⁺] = √(c·Ka) 要求同时满足 c·Ka ≥ 20Kw（可忽略水的电离）和 c/Ka ≥ 500（离解度很小，可用 c 代替平衡浓度）。如果只满足前一个条件，应解一元二次方程 [H⁺]² + Ka[H⁺] − c·Ka = 0。工具会把三种结果都算出来，并标出条件是否满足和误差大小。
为什么 1×10⁻⁸ mol/L 盐酸的 pH 不是 8？
酸溶液的 pH 不可能大于 7。浓度极稀时，水自身电离出的 H⁺（约 10⁻⁷ mol/L）比盐酸提供的还多，必须用 [H⁺] = (c + √(c² + 4Kw))/2 计算，结果约 1.05×10⁻⁷ mol/L，pH ≈ 6.98。精确解会自动处理这种情况。
多元酸和两性物质的 pH 怎么算？
多元酸若 Ka₁ 远大于 Ka₂，可只按第一级离解近似，如 0.1 mol/L 磷酸 pH ≈ 1.63；正盐（如 Na₂CO₃）按第一级水解 Kb₁ = Kw/Ka₂ 计算；酸式盐（如 NaHCO₃）是两性物质，pH ≈ ½(pKa₁ + pKa₂)，NaHCO₃ 约为 8.34。工具同时给出精确解和各形态浓度。
缓冲溶液的 pH 和缓冲容量怎么求？
共轭酸碱对缓冲液用 Henderson–Hasselbalch 公式 pH = pKa + lg(c碱/c酸)，例如等浓度 HAc–NaAc 的 pH ≈ 4.75，有效缓冲范围约 pKa ± 1。缓冲容量 β = 2.303([H⁺] + [OH⁻] + c·δ酸·δ碱)。输入加入的强酸或强碱浓度，可以看到缓冲液 pH 只变化零点几，而同样的量加到纯水中 pH 会变化好几个单位。