pH・酸塩基計算機

スライダーを動かすか濃度を入力すると、pH、pOH、[H⁺]、[OH⁻]の間で変換でき、溶液が酸塩基スケールのどこに位置するかがわかります。

インタラクティブシミュレーションを読み込んでいます...

対数スケール 🖖

pHは対数スケールなので、1単位の変化は水素イオン濃度の10倍の変化を表す。pH 3の溶液はpH 6の溶液の「2倍酸性」なのではなく、H⁺濃度が100万倍高いのだ。だからこそ、海水のpHがわずか0.1変化するだけでも、あるいはヒトの血液がpH 7.4から7.35へと変化するだけでも、数字は小さく見えてもイオン濃度としては実質的で重要な変化を意味する。このスケールが存在するのは、身近な溶液における[H⁺]が14桁以上にわたって広がっている——強塩基の約10⁻¹⁴ mol/Lから強酸の10⁰ mol/Lまで——ためであり、対数はこの膨大な範囲を0から14までの読みやすい1つの数値に圧縮してくれる。

pHは実はイオンの数を表す 🖖

本質的にpHは、水溶液中で自由な水素イオン(H⁺)がどれだけ密集しているかを示すだけで、密集するほど酸性が強くなります。純水はわずかに電離して等量のH⁺とOH⁻に分かれ(室温でそれぞれ約10⁻⁷ mol/L)、そのため中性はpH 7になります。pH + pOH は常に14になるので、pH・pOH・[H⁺]・[OH⁻]のどれか一つが分かれば残り三つが決まり、まさにそれをこのツールが行います。

中性が必ずpH 7とは限らない 🖖

中性がpH 7で、pH + pOH = 14 という整った関係が成り立つのは25°Cのときだけです。水は高温ほど電離しやすくなり、水のイオン積 Kw は温度とともに大きくなります。体温(37°C)では純水は約pH 6.8で中性となり、沸騰近くではおよそpH 6まで下がります。それでも水はH⁺とOH⁻が等量の完全な中性であり、有名な「7」は室温での偶然にすぎないのです。

例題

  • 胃酸 - 胃酸 pH 1.5:[H⁺] = 0.032 mol/L — 水の3100万倍の酸性度
  • コーヒー - コーヒー pH 5.0:[H⁺] = 1.0×10⁻⁵ mol/L — 水の100倍 of 酸性度
  • 純水 - 純水 pH 7.0:[H⁺] = [OH⁻] = 1.0×10⁻⁷ mol/L — 完全に中性
  • 漂白剤 - 漂白剤 pH 12.5:[OH⁻] = 0.032 mol/L — 強い塩基性