最終更新: 2026-06-14

pH とは

pH は、溶液の酸性度を表す指標で、水素イオン濃度 [H⁺] の常用対数に負号をつけた値として定義されます。値が小さいほど酸性が強く、大きいほど塩基性が強くなります。対数スケールであるため、pH が 1 違うと水素イオン濃度は 10 倍違います。

pH と pOH の式

$$\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+] \qquad \text{pOH} = -\log_{10}[\text{OH}^-]$$

[H⁺] と [OH⁻] は mol/L で表します。25 °C では水の自己解離により $[\text{H}^+] \times [\text{OH}^-] = K_w = 1\times10^{-14}$ が成り立ち、両辺の負の対数をとると次の関係が得られます。

$$\text{pH} + \text{pOH} = 14$$

逆に、pH からイオン濃度に戻すときは $[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}$ を使います。本計算では、[H⁺]・[OH⁻]・pH・pOH のいずれか 1 つを入力すると、残りの 3 つを求めます。

計算例

[H⁺] = 1×10⁻³ M の溶液の pH を求めます。

$$\text{pH} = -\log_{10}(10^{-3}) = 3$$

pOH は $14 - 3 = 11$、対応する水酸化物イオン濃度は $[\text{OH}^-] = 10^{-11}\ \text{M}$ です。pH 3 は酸性の領域にあたります。

pH スケールの読み方

pH スケールは 25 °C で 0 から 14 までの範囲をとります。

pH	性質	例
0–6	酸性	レモン果汁 ≈ 2、コーヒー ≈ 5
7	中性	純水
8–14	塩基性	重曹水 ≈ 9、漂白剤 ≈ 13

pH 7 未満では H⁺ が OH⁻ より多く、7 より大きいと OH⁻ が多くなります。非常に濃い強酸・強塩基では 0 未満や 14 超の値もあり得ます。

強酸・強塩基と弱酸・弱塩基

本計算は入力した水素イオン濃度から直接 pH を求めるため、完全に解離する強酸・強塩基では正確です。弱酸・弱塩基は部分的にしか解離せず、[H⁺] は見かけの濃度より低くなり、酸解離定数 Ka に依存します。弱酸の場合は、Ka と濃度から [H⁺] を先に求めて入力します。弱酸とその共役塩基からなる緩衝液の pH は ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式 で求められます。温度の影響については、Kw が温度依存のため、定数 14 は 25 °C 以外ではわずかにずれます。

よくある質問 (FAQ)

pH の公式は何ですか

pH は水素イオン濃度の常用対数（底 10）に負号をつけた値です：pH = −log₁₀[H⁺]。[H⁺] は mol/L で表します。たとえば [H⁺] = 1×10⁻³ M の溶液では pH = −log₁₀(10⁻³) = 3 です。逆に [H⁺] = 10^(−pH) で濃度に戻せます。対数スケールのため、pH が 1 変わると水素イオン濃度は 10 倍変化します。

pH と pOH はどう関係していますか

25 °C では pH + pOH = 14 が成り立ちます。これは水の自己解離 [H⁺] × [OH⁻] = Kw = 1×10⁻¹⁴ に由来し、両辺の負の対数をとると pH + pOH = 14 になります。したがって pH 4 の溶液は pOH 10、pH 11 の溶液は pOH 3 です。定数 14 は 25 °C での値で、Kw は温度依存のため、ほかの温度ではわずかに変わります。

pH スケールは何を表しますか

pH スケールは 25 °C で 0 から 14 までの範囲をとります。pH 7 未満は酸性（H⁺ が OH⁻ より多い）、ちょうど 7 は中性（両者が等しい）、7 より大きいと塩基性・アルカリ性（OH⁻ が H⁺ より多い）です。身近な例では、レモン果汁が約 2、ブラックコーヒーが約 5、純水が 7、重曹水が約 9、塩素系漂白剤が約 13 です。非常に濃い強酸・強塩基では 0 未満や 14 超の値もあり得ます。

この計算が強酸・強塩基を前提とするのはなぜですか

本計算は入力した水素イオン濃度から直接 pH を求めます。これは完全に解離する強酸・強塩基（HCl、NaOH など）では正確です。弱酸・弱塩基は部分的にしか解離しないため、[H⁺] は見かけの濃度より低く、酸解離定数（Ka）に依存します。弱酸の場合は、まず Ka と濃度から [H⁺] を計算し、その値をここに入力してください。