Концентрация H+ по pH: как рассчитать? Формула и калькулятор

Представьте, что вы пробуете лимон — кисло. А мыло — горько-щелочное. pH — это шкала от 0 до 14, которая показывает, насколько раствор кислый или щелочной. Чем меньше pH, тем больше свободных ионов водорода H⁺. Расчёт концентрации H⁺ нужен везде: от подбора удобрений до контроля качества воды в бассейне. Без него вы работаете вслепую.

Главная формула, которую вы будете использовать:

Или в обратную сторону — чтобы найти [H⁺] по pH:

Где [H⁺] — концентрация ионов водорода (в моль/л). Логарифм десятичный — значит, каждая единица pH меняет концентрацию в 10 раз. Если pH=3, то [H⁺]=0,001 моль/л, а при pH=4 — уже 0,0001 моль/л.

Давайте разложим формулу на кирпичики. Выглядит страшно? На самом деле всё как с пиццей: есть диаметр (pH), а есть площадь (концентрация).

• pH — водородный показатель (от 0 до 14). Чем меньше, тем кислее.
• [H⁺] — молярная концентрация ионов водорода, единица — моль/л.
• log₁₀ — десятичный логарифм. Если log₁₀(число)=x, значит число = 10ˣ.
• 10^(−pH) — возведение 10 в степень (−pH). Например, при pH=2: 10^(−2)=0,01 моль/л.

Важно: формула работает только при 25 °C. При другой температуре константа диссоциации воды меняется, и pH нейтрального раствора будет не 7.

Не путайте pH с pOH. Для воды при 25 °C: pH + pOH = 14.

Допустим, у вас есть раствор с pH=3,5. Какая концентрация H⁺?

Шаг 1. Записываем формулу: [H⁺] = 10^(−pH) = 10^(−3,5).

Шаг 2. Считаем на калькуляторе: 10^(−3,5) = 3,1623 × 10^(−4) моль/л.

Ответ: [H⁺] ≈ 3,16 × 10^(−4) моль/л.

Проверим по pH: −log₁₀(3,16×10^(−4)) = −(log₁₀3,16 + log₁₀10^(−4)) = −(0,5 − 4) = 3,5. Всё верно.

pH крови здорового человека — 7,35–7,45. Возьмём 7,4.

Шаг 1. [H⁺] = 10^(−7,4).

Шаг 2. 10^(−7,4) = 10^(−8+0,6) = 10^(−8) × 10^(0,6). 10^(0,6) ≈ 3,98. Значит, [H⁺] = 3,98 × 10^(−8) моль/л.

Ответ: ≈ 4,0 × 10^(−8) моль/л.

Это очень маленькая величина — всего 40 наномолей на литр. Для сравнения: в желудочном соке (pH≈1,5) концентрация H⁺ почти в миллион раз выше.

Теперь обратная задача: дана концентрация слабой кислоты, найти pH. Возьмём уксусную кислоту CH₃COOH с концентрацией 0,1 М. Константа кислотности Ka = 1,75×10^(−5) (на 2026 год справочное значение).

Шаг 1. Для слабой кислоты [H⁺] = √(Ka × C) = √(1,75×10^(−5) × 0,1) = √(1,75×10^(−6)) = 1,32×10^(−3) моль/л.

Шаг 2. pH = −log₁₀(1,32×10^(−3)) = −(log₁₀1,32 + log₁₀10^(−3)) = −(0,12 − 3) = 2,88.

Ответ: pH ≈ 2,88. Сильная кислота той же концентрации дала бы pH=1,0. Разница в 1,88 единицы — слабая кислота диссоциирует не полностью.

Для сильных кислот (HCl, HNO₃) концентрация H⁺ равна молярной концентрации кислоты. Для слабых — корень из Ka×C.

Даже опытные химики ошибаются. Вот топ-3:

• Путают pH и [H⁺]: pH = −log[H⁺], а не наоборот. Используйте калькулятор или таблицу.
• Забывают про температуру: при 40 °C нейтральный pH=6,77, а не 7. Уточните температуру в задаче.
• Для слабых кислот считают [H⁺]=C: это верно только для сильных. Слабые требуют квадратного уравнения.

Чтобы не ошибаться, пользуйтесь Калькулятором концентрации H+ по pH — он моментально даёт точный результат.

В 2026 году считать вручную — как запрягать лошадь вместо автомобиля. Наш сайт предлагает готовые инструменты:

• Калькулятор концентрации H+ по pH — введите pH, получите [H⁺] в моль/л.
• Калькулятор ppm концентрации — пересчёт ppm в моль/л.
• Калькулятор молярной концентрации — быстро найти молярность.
• Калькулятор массовой концентрации — для приготовления растворов.

Эти инструменты экономят время и исключают ошибки. Особенно рекомендую первый — он выполняет ту самую обратную операцию: по pH находит [H⁺].

1. pH=2,5. Найдите [H⁺]. Ответ: 3,16×10^(−3) моль/л.
2. [H⁺]=5×10^(−6) моль/л. Найдите pH. Ответ: 5,3 (так как −log₁₀(5×10^(−6)) = 5,3).
3. В растворе HCl 0,01 M. Чему равен pH? Ответ: 2 (сильная кислота, [H⁺]=0,01, pH=2).

Решили все? Отлично! Если нет — повторите примеры выше. А для самопроверки используйте калькулятор.

Для сильных кислот (HCl, H₂SO₄) концентрация H⁺ равна концентрации кислоты. Пример: 0,05 M HCl → [H⁺]=0,05 → pH=1,3.

Для слабых кислот (CH₃COOH, H₂CO₃) [H⁺] = √(Ka × C). Ka — константа кислотности, её берут из справочника.

Для сильных оснований (NaOH, KOH) сначала находят pOH = −log[OH⁻], затем pH = 14 − pOH. Например, 0,01 M NaOH → [OH⁻]=0,01 → pOH=2 → pH=12.

Для слабых оснований используют Kb и формулу [OH⁻]=√(Kb×C), потом pH=14−pOH.