水素イオン指数
[H] = 0.0013 mol/L, α = [H]/c = 1.3 %
pH = 2.9
電離度が1 %程度のときは、簡単な近似式 [H] = √cKa から求めたpHが十分に正確であることが分かる。
[ O H − ] = 1 2 ( K b 2 + 4 C B K b − K b ) {\displaystyle [\mathrm {OH^{-}} ]={\frac {1}{2}}\left({\sqrt {{K_{\text{b}}}^{2}+4C_{\text{B}}K_{\text{b}}}}-K_{\text{b}}\right)}
ここで CB は弱塩基の初期濃度である。CB が塩基解離定数 Kb よりも十分に大きいときは
[ O H − ] = C B K b {\displaystyle [\mathrm {OH^{-}} ]={\sqrt {C_{\text{B}}K_{\text{b}}}}}
と近似できるので、25 °CにおけるpHは次式で与えられる。
p H = 14.00 + 1 2 log 10  C B K b ( m o l / L ) 2 {\displaystyle \mathrm {pH} =14.00+{\frac {1}{2}}\log _{10}{\frac {C_{\text{B}}K_{\text{b}}}{\mathrm {(mol/L)^{2}} }}}
IUPACの一次標準溶液を以下に示す。一次標準物質には緩衝溶液としての作用が強く、再結晶などにより純品が得やすいものが選定されている。
酒石酸塩標準溶液:25 °Cにおける酒石酸水素カリウムの飽和水溶液
クエン酸塩標準溶液:クエン酸二水素カリウム 0.05 mol を水 1 kg に溶解
フタル酸塩標準溶液:フタル酸水素カリウム 0.05 mol を水 1 kg に溶解
中性リン酸塩標準溶液:リン酸二水素カリウム 0.025 mol およびリン酸水素二ナトリウム 0.025 mol を水 1 kg に溶解
リン酸塩標準溶液:リン酸二水素カリウム 0.00869 mol およびリン酸水素二ナトリウム 0.03043 mol を水 1 kg に溶解
ホウ酸塩標準溶液:四ホウ酸ナトリウム十水和物(ホウ砂)0.01 mol を二酸化炭素を含まない水 1 kg に溶解
炭酸塩標準溶液:炭酸水素ナトリウム 0.025 mol および炭酸ナトリウム 0.025 mol を二酸化炭素を含まない水 1 kg に溶解
スルファミン酸の酸解離定数 Ka は 10 mol/L である。
pH = 1/2(0.99 − log10 0.1) = 1.0
この計算から得られたpHは、[H] = c であること、すなわち電離度が1であることを意味しているので、電離度 α が十分に小さいとする近似は破綻している。
pH = 1/2(4.76 − log10(0.1×10)) = 4.4