緩衝液 pH 計算：pH と混合比をヘンダーソン・ハッセルバルヒ式で

計算方法

pH = pKa + log([A⁻] ÷ [HA])。[A⁻] は共役塩基（酢酸ナトリウム由来の酢酸イオンなど）、[HA] は弱酸の濃度、pKa = −log Ka です。OpenStax は電離定数からこの式を導き、「x が小さい」という近似が成り立つときに使えるとしています。両方の濃度が等しいと log の項が 0 になり、pH は pKa と同じになります。

酢酸緩衝液の例（pKa 4.74）

OpenStax の例題 14.20 では、0.10/0.10 の緩衝液 100 mL に 0.10 M NaOH を 1.0 mL 加えると、酢酸 1.0 × 10⁻⁴ mol が酢酸イオンに変わり（酢酸 0.0099 mol、酢酸イオン 0.0101 mol）、pH は 4.74 から 4.75 にしか上がりません。比だけが効くので、濃度の代わりに mol を入れても同じです。

目標 pH にする比

式を変形すると [A⁻] ÷ [HA] = 10^(pH − pKa)。pH 5.00 の酢酸緩衝液なら酢酸イオン 1.80 に対して酢酸 1、pH 7.40 のリン酸緩衝液（pKa 7.21）なら 1.56 : 1、pH 7.00 の炭酸水素緩衝液（pKa 6.37）なら 4.30 : 1 です。OpenStax の目安は、両成分をほぼ同量にすること、そして一方がもう一方の約 10 % を下回ると緩衝液としてほぼ役に立たないこと、つまりおよそ pKa ± 1 の範囲です。

緩衝液でない酸や塩基の pH は pH 計算、原液の濃度はモル濃度計算で求められます。

よくある質問

出典・根拠

• OpenStax, Chemistry 2e, section 14.6 “Buffers”: Henderson-Hasselbalch equation pH = pKa + log([A−]/[HA]); Example 14.20 (0.10 M acetic acid + 0.10 M sodium acetate → pH 4.74; + 1.0 mL 0.10 M NaOH → 4.75); rules for selecting buffer mixtures (read 09.10.2026)
• OpenStax, Chemistry 2e, Appendix H “Ionization Constants of Weak Acids” (Ka at 25 °C: acetic 1.8 × 10⁻⁵, formic 1.8 × 10⁻⁴, carbonic 4.3 × 10⁻⁷, phosphoric Ka2 6.2 × 10⁻⁸, boric 5.4 × 10⁻¹⁰) (read 09.10.2026)

更新日：2026年10月9日 · 編集方針