最終更新: 2026-06-30

同じ溶液を表す 4 つの方法

水溶液の酸性度は、pH、pOH、水素イオン濃度 [H⁺]、水酸化物イオン濃度 [OH⁻] という 4 つの等価な方法で表せます。いずれか 1 つが分かれば、残りの 3 つは決まります。本ツールは手元の量を起点として残りを求めます。

定義となる関係

pH と pOH は 2 つのイオン濃度の常用対数の負の値です。

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

記号	量	単位
pH	酸性度の指標	無次元
pOH	塩基性度の指標	無次元
[H⁺]	水素イオン濃度	mol/L (M)
[OH⁻]	水酸化物イオン濃度	mol/L (M)

各関係は逆に解いて濃度を取り戻せます。

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

Kw による結びつき

水はわずかに自己解離し、2 つのイオン濃度の積は水のイオン積 Kw と呼ばれる定数になります。

$$[\text{H}^+][\text{OH}^-] = K_w$$

負の対数をとると、pKw = −log₁₀(Kw) として和の関係が得られます。

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

25 °C では Kw = 1.0×10⁻¹⁴、pKw = 14 なので pH + pOH = 14 です。したがって pH 4 の溶液は pOH が 10、pH 11 の溶液は pOH が 3 になります。

計算例

ある溶液の pH が 3.5 です。25 °C で残り 3 つの量に換算します。

$$\text{pOH} = 14 - 3.5 = 10.5$$ $$[\text{H}^+] = 10^{-3.5} \approx 3.16\times10^{-4}\ \text{M}$$ $$[\text{OH}^-] = 10^{-10.5} \approx 3.16\times10^{-11}\ \text{M}$$

pH が pOH より小さいので、この溶液は酸性であり、2 つの濃度の積は再び Kw = 1.0×10⁻¹⁴ になります。

Kw を調整できる理由

水の自己解離は吸熱反応のため、Kw は温度とともに大きくなります。50 °C 付近では約 5.5×10⁻¹⁴（pKw ≈ 13.26）、100 °C ではさらに大きくなります。pH + pOH = pKw であるため、温水では中性点 — pH が pOH と等しくなる点 — はちょうど 7 にはなりません。Kw を作業温度での値に設定すれば換算は正しく保たれます。通常の室温での問題では 1.0×10⁻¹⁴ のままにしてください。

身近な物質の pH

物質	おおよその pH	種類
レモン果汁	2	酸性
ブラックコーヒー	5	酸性
純水	7	中性
海水	8	塩基性
重曹	9	塩基性
家庭用漂白剤	13	塩基性

よくある質問 (FAQ)

pH と pOH の関係は？

25 °C では pH + pOH = 14 です。これは水の自己解離に由来し、[H⁺] × [OH⁻] = Kw = 1×10⁻¹⁴ が成り立ちます。両辺の負の対数をとると pH + pOH = pKw = 14 となります。したがって pH 4 の溶液は pOH が 10、pH 11 の溶液は pOH が 3 です。この和は pKw に等しく、pKw は 25 °C でのみ 14 で、他の温度ではずれます。

pH を pOH に換算するには？

pKw から pH を引きます：pOH = pKw − pH。25 °C では pKw = 14 なので pOH = 14 − pH です。たとえば pH 3.5 の溶液は pOH = 14 − 3.5 = 10.5 です。逆向きには pH = 14 − pOH となります。本ツールはこの引き算を行い、さらに 2 つのイオン濃度も返します。

pH から [H⁺] と [OH⁻] を求めるには？

10 を負のべき乗にします：[H⁺] = 10^(−pH)、[OH⁻] = 10^(−pOH)。pH 3 なら [H⁺] = 10⁻³ = 0.001 M、pOH 11 なら [OH⁻] = 10⁻¹¹ M です。2 つの濃度の積は常に Kw に等しく、25 °C では [H⁺] × [OH⁻] = 1×10⁻¹⁴ です。

なぜ Kw を変更できるのですか？

水のイオン積 Kw は温度に依存します。25 °C では 1.0×10⁻¹⁴ ですが、水温が上がると大きくなり、50 °C 付近では約 1×10⁻¹³·² になります。pH + pOH = pKw であるため、他の温度では中性の pH はちょうど 7 にはなりません。Kw を調整するとこうした条件を扱えます。通常の室温での計算では 1.0×10⁻¹⁴ のままにしてください。