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🧪 Ph Buffer Mixing 計算機

專業免費的 Ph Buffer Mixing 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
1.549 每莫耳弱酸對應的共軛鹼莫耳數
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

這個計算機能幫你做什麼

緩衝溶液之所以能抵抗 pH 變化,是因為當中同時含有處於平衡狀態的弱酸(HA)及其共軛鹼(A⁻)。本工具會告訴你:在指定的總濃度與體積下,要達到目標 pH,這兩種成分各需要多少。只要你知道對應的 pKa,無論是醋酸鹽、磷酸鹽、Tris、碳酸鹽、檸檬酸鹽等任何一組共軛酸鹼對,都適用。

公式原理

亨德森-哈塞爾巴赫方程式為 pH = pKa + \log_{10}([A^-]/[HA])。將其整理求比例後可得 r = [A^-]/[HA] = 10^{pH - pKa}。算出 r 之後,總緩衝濃度 C 便依此分配:共軛鹼所佔比例為 r/(1+r),弱酸所佔比例為 1/(1+r)。再將各成分濃度乘以目標體積 V,即可得到你需要秤取或量取的莫耳數。

\begin{gathered} n_{A^-} = C_{total} · V · ((R) ÷ (1+R)), \qquad n_{HA} = C_{total} · V · ((1) ÷ (1+R)) \\[1.5em] where ≤ft{ \begin{aligned} R &= 10^{ pH - pKa} \\ C_{total} &= Total Conc (mol/L) \\ V &= Volume (L) \end{aligned} \right. \end{gathered}

使用方法

輸入你的目標 pH、弱酸的 pKa、想要的總緩衝莫耳濃度,以及預計配製的體積。計算機會回傳 [A^-]/[HA] 比例、各成分的濃度、所需莫耳數,以及兩種成分各佔緩衝液的百分比。建議選用與目標 pH 相差約 ±1 個 pH 單位以內的 pKa,緩衝能力才會理想。

實例演算

假設你想配製 1 L、0.1 M、pH 7.4 的磷酸鹽緩衝液,採用 pKa 7.21。

r = 10^{7.4 - 7.21} = 10^{0.19} ≈ 1.549

共軛鹼所佔比例為 1.549/2.549 ≈ 0.6077,因此 [A^-] ≈ 0.0608\ M(0.0608 mol),[HA] ≈ 0.0392\ M(0.0392 mol)。將這兩種用量一起溶解,再加水定容至 1 L 即可。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

多質子酸該用哪一個 pKa?
選用最接近目標 pH 的那一個 pKa。磷酸鹽在 pH 7 附近時應採用 \(\text{pKa}_2 \approx 7.21\)。
這有考慮離子強度嗎?
沒有,本計算採用理想的亨德森-哈塞爾巴赫行為。若需精確配製,請以校正過的 pH 計量測並加以調整。
可以改用公克而非莫耳嗎?
將輸出的莫耳數乘以各鹽類的莫耳質量,即可換算出需秤取的公克數。