Calcul du pH en fonction de la concentration C de l'acide ou de la base et de leur pKa dans le cas d'acides et de bases faibles. Ces formules ont été établies en effectuant les approximations usuelles (solutions suffisament concentrées pour ne pas tenir compte de l'autoprotolyse de l'eau, concentrations à la place des activités...) .
Les acides forts ( HCl, H2SO4, etc...) sont totalement dissociés dans l'eau.
Tableau d'avancement pour un acide fort AH de concentration CA :
| AH | + | H2O | → | A- | + | H3O+ | |
| A t = 0 | CA | Excès | 0 | 0 | |||
| A t final | 0 | Excès | CA | CA |
pH = - log [H3O+] = - log CA
| BH | + | H2O | → | BH+ | + | OH- | |
| A t = 0 | CB | Excès | 0 | 0 | |||
| A t final | 0 | Excès | CB | CB |
pH = 14 + log C
Ces formules sont valables pour les concentrations supérieures à 10-7 mol/L
Pour un acide faible :
pH = 1/2
pKa - 1/2log C
Pour une base faible :
pH = 7 + 1/2
pKa + 1/2log C
Ces formules sont valables pour les concentrations comprises entre 1mol/L et 10-6 mol/L
Pour les solutions de sels d'aide faible et base faible, le pH est donné par la relation (exemple d'une solution préparée à partir de CH3COONH4):
pH = 1/2( pKa1 + pKa2)