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ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓

弱酸とその共役塩基のバランスを調べられます。MiniWebtoolのヘンダーソン・ハッセルバルヒ計算ツールは、緩衝液のpH、目標pHに必要な比率、または実測pHからのpKaを計算手順とともに求めます。

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pKa 4.76、酸 0.1 M と塩基 0.1 M：pH = 4.76

緩衝液を選ぶか、pKa と塩基・酸の濃度を入力してください。結果で pH と酸・塩基の割合が表示されます。

クイック例 — クリックしてフォームに入力し、[計算] を押してください：
pKa = −log₁₀(Ka)。上のプリセットを使用するか、独自の値を入力してください。
任意の統一された単位（M, mol, mmol）を使用できます。比率のみが影響します。

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ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓

ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓は、弱酸の pKa と共役塩基 [A⁻] 対弱酸 [HA] の比率から、緩衝液の pH を計算します。一方通行の計算ツールとは異なり、この電卓は3方向の計算に対応しています。緩衝液の pH を求めること、目標 pH に達するために必要な正確な塩基対酸の比率（および混合レシピ）を求めること、あるいは測定された pH から pKa を逆算することが可能です。また、有効な緩衝領域を示すインタラクティブな 0〜14 pH スケール上に緩衝液の位置を表示するため、その緩衝液が目的の pH で実際に機能するかどうかを一目で確認できます。

一目でわかる

ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓は、緩衝液の式を3通りに解きます。緩衝液のpH、目標のpHに必要な塩基と酸の比、または測定したpHからのpKaです。計算式の手順を示します。

ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓の機能一覧
機能できること向いている用途
pHを求める共役塩基 [A-] と弱酸 [HA] の量とともにpKaを入力すると、緩衝液のpHが求められます。混ぜる予定の緩衝液のpHを確認する
比を求めるpKaと目標のpHを入力すると、[A-]/[HA] の比が求められます。全濃度を加えると、混合の手順が得られます。選んだpHで緩衝液を調製する
pKaを求める[A-] と [HA] とともに測定したpHを入力すると、pKaとKaが求められます。未知の酸のpKaを求める
緩衝液のプリセット酢酸塩やリン酸塩などの一般的な緩衝液を選ぶと、そのpKaが自動入力されます。自分の値を入力することもできます。標準的な緩衝系を使う実験作業
緩衝の範囲インタラクティブな pH 0～14 の目盛りで、pKa ± 1 の有効範囲を示します。塩基と酸のバランスと、容量のゲージも表示します。目標のpHで緩衝液が機能するかを確認する
一貫した任意の単位モル濃度、モル数、ミリモル数のいずれも使えます。両方が同じ体積の場合は比だけが重要だからです。手元にある量をそのまま使う

ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式

この式は、緩衝液の pH を、その弱酸の pKa と2つの緩衝成分の比率に関連付けます。弱酸の酸解離平衡 HA ⇌ H⁺ + A⁻ から導出されます。

ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式
$$\text{pH} = \text{p}K_a + \log_{10}\!\left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right)$$

ここで、[A⁻] は共役塩基の濃度、[HA] は弱酸の濃度、そして pKa = −log₁₀(Ka) です。式の中では比率が使用されるため、2つの成分に対してモル濃度、モル、ミリモルのいずれの単位でも入力でき、単位は相殺されます。

3方向の計算方法

ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓: 3方向の計算方法
モード既知の値得られる値変形された式
pHを求めるpKa, [A⁻], [HA]緩衝液の pHpH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA])
目標pHから比率を求めるpKa, 目標 pH[A⁻]/[HA] の比率 + レシピ比率 = 10^(pH − pKa)
pKaを求めるpH, [A⁻], [HA]pKa および KapKa = pH − log₁₀([A⁻]/[HA])

有効な緩衝領域 (pKa ± 1)

緩衝液が pH の変化を最も効果的に抑制できるのは、酸とその共役塩基の両方が十分に存在するときです。これは通常、pKa の前後 1 pH ユニット以内（pKa ± 1）で起こります。この領域内では塩基対酸の比率が 1:10 から 10:1 の間に維持され、pH が変動する前に添加された酸や塩基を緩衝液が吸収することができます。pH = pKa の時点で比率は 1:1 となり、緩衝能は絶対的な最大値に達します。pKa ± 2 を外れると、一方の成分がほぼ消失して緩衝液としての機能が実質的に失われます。pH スケール上の強調表示された帯は、まさにこの有効領域を示しています。

計算例

pKa が 4.76 の酢酸緩衝液を、0.10 M 酢酸ナトリウム（共役塩基 A⁻）と 0.10 M 酢酸（弱酸 HA）を使って調製すると仮定します。

  1. 比率 = [A⁻]/[HA] = 0.10 / 0.10 = 1.0
  2. log₁₀(1.0) = 0
  3. pH = 4.76 + 0 = 4.76 — pH が pKa と等しくなり、最も緩衝能の高い状態になります。

同じ緩衝液で pH 5.0 に調整したい場合の比率は、比率 = 10^(5.0 − 4.76) = 10^0.24 ≈ 1.74 となり、酢酸 1 に対して酢酸ナトリウムを約 1.74 の割合で使用します。

一般的な緩衝液システムとそれらの pKa

ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓: 一般的な緩衝液システムとそれらの pKa
緩衝液システムpKa (25 °C)有効な pH 範囲
酢酸 / 酢酸塩4.763.8 – 5.8
クエン酸 / クエン酸塩 (pKa2)4.763.8 – 5.8
炭酸 / 炭酸水素塩6.355.4 – 7.4
MES6.105.1 – 7.1
リン酸 (H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻)7.216.2 – 8.2
HEPES7.486.5 – 8.5
TRIS8.067.1 – 9.1
アンモニウム / アンモニア9.258.3 – 10.3
炭酸水素塩 / 炭酸塩10.339.3 – 11.3

緩衝液の pH に影響を与える要因

⚖️ 塩基対酸の比率

酸に対して塩基を2倍にすると、pH は log₁₀(2) ≈ 0.30 ユニット上昇します。この比率こそが、濃度において最も重要な要素となります。

🧪 pKa の選択

緩衝液が実質的な緩衝能を発揮できるよう、目標 pH から 1 ユニット以内の pKa を持つ緩衝液を選択してください。

🌡️ 温度

pKa は温度によって変化します（特に TRIS）。緩衝液は、実際に使用する温度で調整またはキャリブレーションを行ってください。

💧 全濃度

濃度自体は pH を変化させません（比率のみが影響します）が、全濃度を高くすることで、pH 変化に抵抗する緩衝能は向上します。

🧂 イオン強度

塩類はイオンの活性度を変化させるため、実際の pH は理想的なヘンダーソン・ハッセルバルヒの予測値からわずかにずれることがあります。

📏 希釈限界

この式は緩衝物質の濃度が [H⁺] をはるかに上回っていることを前提としています。極端に希釈された緩衝液は、単純な公式から逸脱します。

この電卓の使い方

  1. 求める値を選択する: 「pHを求める」、「目標pHから比率を求める」、または「pKaを求める」から選択します。
  2. 緩衝液を選択するか pKa を入力する: 酢酸塩やリン酸塩などのプリセットを選択して pKa を自動入力するか、独自の値を入力します。
  3. 濃度または目標値を入力する: モードに応じて、[A⁻] と [HA]、または目標 pH を提供します。比率モードでは、全濃度を入力して混合レシピを作成することができます。
  4. 「計算」をクリックする: 結果、pH スケール上での緩衝液の位置、塩基対酸のバランス、緩衝能ゲージ、および詳細なステップバイステップの解説を確認します。

よくある質問

ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式とは何ですか？

ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式は、緩衝液の pH を弱酸の pKa および共役塩基と弱酸の比率に関連付ける式です：pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA])。これを利用して、緩衝液の pH を予測したり、逆算して比率や pKa を求めたりすることができます。

pKa と酸塩基比から緩衝液の pH を計算するにはどうすればよいですか？

共役塩基の濃度を弱酸の濃度で割った値の常用対数（底が10の対数）を取り、それを pKa に加えます。例えば、pKa が 4.76 で比率が 1:1 の場合、log₁₀(1) = 0 となるため、pH は pKa と同じ 4.76 になります。

目標 pH に必要な塩基対酸の比率はどのように求めますか？

式を変形して、比率 = 10^(pH − pKa) とします。塩基対酸の比率は、目標 pH と pKa の差を 10 の累乗にしたものに等しくなります。目標 pH が pKa より高い場合は共役塩基が多く必要になり、低い場合は弱酸が多く必要になります。

有効な緩衝範囲とは何ですか？

緩衝液は、塩基対酸の比率が 1:10 から 10:1 の間に収まる、pKa の前後約 1 pH ユニット（pKa ± 1）の範囲で最もよく機能します。緩衝能は、比率が 1:1 になる pH = pKa の時点で最大になります。

ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式が使えなくなるのはどのような場合ですか？

この式は、緩衝物質の濃度が水素イオン濃度よりもはるかに大きいことを前提としており、活性度の代わりに濃度を使用しています。極端に希釈された緩衝液、非常に強い酸や塩基、あるいは一方の形態がほとんど消失してしまうような pKa から大きく離れた pH 値では不正確になります。

モル濃度の代わりに物質量（モル）や質量（グラム）を使用できますか？

はい、使用できます。この式は塩基と酸の比率を使用するため、両方が同じ単位で表されている限り単位は相殺されます。[A⁻] と [HA] にモル濃度、モル、またはミリモルを使用しても、同じ体積を共有しているため同じ pH が得られます。

追加リソース

このコンテンツ、ページ、またはツールを引用する場合：

"ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓"（https://MiniWebtool.com/ja/ヘンダーソン・ハッセルバルヒ電卓/）、MiniWebtool、https://MiniWebtool.com/

作成者: miniwebtool チーム、最終更新日: 2026年6月29日

開発者向け API が利用できます: このツールをアプリ、自動化、エージェントから 1 回の JSON HTTP リクエストで実行できます。 API ドキュメントを見る

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