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Wasserstoffion aus schwacher Säure: [H+] aus C und Ka, gratis

Ermitteln Sie die tatsächliche [H+] einer schwachen Säure: 0,1 mol/L mit einem Ka von 0,000018 ergeben 0,001332670973 mol/L und einen pH-Wert von 2,87527706155, gelöst über die exakte quadratische Gleichung statt über die Wurzelnäherung. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Analytische Konzentration
0,1
Säuredissoziationskonstante Ka
0,000018
Erhalten Sie
pKa
4,7447274949
H-plus
0,001332671
Wasserstoffionenkonzentration
0,001332671
A-minus
0,001332671

Wenn eine monoprotonige schwache Säure HA in Wasser gelöst wird, ionisiert nur ein Bruchteil der Moleküle, und die Gleichgewichts-Wasserstoffionenkonzentration ist nicht einfach der analytische Stammlösungswert. Bei gegebener analytischer Konzentration C und der Säuredissoziationskonstante Ka setzt die Standard-ICE-Tabelle Ka gleich x im Quadrat über C minus x, wobei x das Gleichgewichts-[H+] ist. Das Lösen der exakten Quadratgleichung liefert die physikalische Wurzel ohne die Quadratwurzel-Näherung, die bei verdünnten oder mäßig starken schwachen Säuren versagt. Negatives Ka wird mit einem klaren Fehler für ungültige Eingabe abgelehnt, weil eine negative Dissoziationskonstante in diesem Modell keinen Sinn hat.

Warum eine schwache Säure nur teilweise zerfällt

Löst sich eine einprotonige schwache Säure HA in Wasser, gibt nur ein kleiner Teil der Moleküle ein Wasserstoffion ab. Die Konzentration der Wasserstoffionen im Gleichgewicht ist daher nicht die Konzentration, mit der Sie die Lösung angesetzt haben. Die übliche Tabelle aus Anfangs-, Änderungs- und Gleichgewichtswerten beginnt mit HA in der Ausgangskonzentration und ohne Produkte; dann ionisieren x Mol pro Liter. Daraus folgt, dass Ka gleich x zum Quadrat geteilt durch die Ausgangskonzentration minus x ist. Neben [H+] erhalten Sie den pH-Wert, den Ionisationsgrad und die Menge an HA, die unverändert bleibt.

Exakt rechnen statt schätzen

Viele Lehrbücher kürzen ab und nehmen an, dass x neben der Ausgangskonzentration vernachlässigbar ist; dann ist [H+] einfach die Wurzel aus Ka mal Konzentration. Diese Näherung versagt bei verdünnten oder mäßig starken schwachen Säuren. Der Rechner löst deshalb die vollständige quadratische Gleichung und behält nur die physikalisch sinnvolle, positive Lösung. Die Näherung wird zum Vergleich trotzdem angezeigt: Bei 0,1 mol/L und einem Ka von 0,000018 liegt sie bei 0,001341640786 mol/L. Ein negativer Ka-Wert wird abgelehnt, weil er in diesem Modell keine Bedeutung hat, und die Konzentration muss größer als null sein.

Was Gleichgewichts-[H+] bedeutet und welche Eingaben zu senden sind

Schreiben Sie das Gleichgewicht der monoprotonigen schwachen Säure als HA kehrt um zu Wasserstoffion plus konjugierte Base A minus. Bei analytischer Konzentration C setzt die ICE-Tabelle Anfangs-HA gleich C und die Produkte auf null, und lässt dann x Mol pro Liter im Gleichgewicht ionisieren. Ladungs- und Massenbilanz ergeben Ka gleich x im Quadrat geteilt durch C minus x, wenn die Autoionisation des Wassers vernachlässigt wird—das Lehrbuchmodell für reines HA in Wasser, wenn der Säurebeitrag [H+] dominiert.

Die Konzentration muss strikt größer als null sein, weil eine nicht positive Stammlösungskonzentration keine physikalische analytische Zubereitung für dieses ICE-Problem ist. Die Engine invertiert Ka nicht aus einem gemessenen pH—das ist eine andere Suchabsicht des Ka-from-pH-Rechners—und meldet auch nicht den Ionisierungsprozentsatz als primäre SEO-Antwort, die zur percent-ionization-Landing gehört.

Hausaufgaben- und Prüfungsprüfung

Studierende geben C und Ka für Essigsäure oder ähnliche monoprotonige schwache Säuren ein, prüfen Gleichgewichts-[H+] und pH gegen Musterlösungen und erhalten einen klaren Fehler bei negativem Ka.

Was passiert, wenn Ka negativ ist?

Eine negative Säuredissoziationskonstante ist für dieses monoprotonige Modell schwacher Säuren ungültig und wird nach Ablehnung des Körpers durch die Engine nicht berechnet.

Nutzen Sie die Näherung √(Ka·C)?

Nein. Das maßgebliche [H+] ist immer die exakte quadratische Wurzel.

Worin unterscheidet sich das vom Ionisierungsprozentsatz?

Das Hauptergebnis dieses Rechners ist das Gleichgewichts-[H+] (mol/L). Der Ionisierungsprozentsatz 100×x/C ist eine andere Suchabsicht des Rechners percent-ionization-of-acid, auch wenn beide eine verwandte ICE-Tabelle lösen.

Wird die Eigenprotolyse des Wassers berücksichtigt?

Nein. Der Rechner nutzt das Lehrbuchmodell einer reinen schwachen Säure in Wasser, bei dem die Säure den Großteil der Wasserstoffionen liefert. Für diesen Fall, den üblichen in Übungsaufgaben, ist das Ergebnis exakt.

Kann ich Ka aus einem gemessenen pH-Wert berechnen?

Nicht mit diesem Rechner: Er geht von Konzentration und Ka aus und liefert [H+] und pH-Wert. Für den umgekehrten Weg, vom gemessenen pH-Wert zu Ka, gibt es einen eigenen Rechner für Ka aus dem pH-Wert.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/chem/hydrogen-ion-weak-acid

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/hydrogen-ion-weak-acid \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"concentration":0.1,"ka":0.000018}'
{
  "concentration": 0.1,
  "ka": 0.000018
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.hydrogen_ion_weak_acid",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Diese Fähigkeit führt diese Berechnung deterministisch aus—ohne Netz, ohne Zufallsseed, ohne Wanduhr—damit Hausaufgabenprüfer, Labornotizbücher und Tutor-Apps jedes Mal dasselbe JSON für dieselben Eingaben fixieren.

Was Gleichgewichts-[H+] bedeutet und welche Eingaben zu senden sind

Die Größe, die dieses Produkt zurückgibt, ist diese Gleichgewichts-Wasserstoffionenkonzentration x, im JSON auch als h_plus und hydrogen_ion_concentration gekennzeichnet. Senden Sie das Pflichtfeld concentration als positive endliche Zahl in Mol pro Liter; die Aliase c, C, conc, molarity und acid_concentration werden akzeptiert, damit Laborskripte und Formular-UIs vertraute Namen nutzen können. Senden Sie ka als positive endliche Säuredissoziationskonstante; die Aliase Ka, acid_dissociation_constant und K_a funktionieren genauso. Ka muss strikt größer als null sein: ein negatives Ka wird explizit als invalid_input unter dem Produktvertrag abgelehnt, und null Ka würde keine Dissoziation bedeuten, was außerhalb dieses Rechners für schwache Säuren liegt. Identische JSON-Eingaben erzeugen immer identische Ergebnisse, weil der Pfad reine Arithmetik ohne Remote-Aufruf und ohne Datumsstempel ist.

Wie die Quadratgleichung gelöst wird und wie die Antwort zu lesen ist

Ordnen Sie Ka gleich x im Quadrat über C minus x um zur monischen Quadratgleichung x im Quadrat plus Ka mal x minus Ka mal C gleich null. Die physikalische Wurzel ist x gleich minus Ka plus die Quadratwurzel aus Ka im Quadrat plus vier Ka C, alles über zwei; die negative Wurzel wird verworfen, weil Konzentration nicht negativ sein kann. Alpha ist der Ionisierungsgrad x über C, und der näherungsweise pH ist der negative dekadische Logarithmus von x, damit Vorlesungsbeispiele ohne zweites Werkzeug abgeglichen werden können. Bei kleiner Ionisierung liegt die Abkürzung nah, aber dieser Rechner nutzt immer die exakte Wurzel, damit große-Ka- oder verdünnte Fälle genau bleiben. Fehlende Felder, nicht endliche Zahlen, nicht positive Konzentration und negatives oder nicht positives Ka scheitern auf dieselbe Weise und werden nach Ablehnung des Körpers durch die Engine nicht berechnet. Die Antwort spiegelt concentration und ka wider, meldet pka als negativen dekadischen Logarithmus von Ka und gibt h_plus zusammen mit hydrogen_ion_concentration gleich demselben ionisierten Wert zurück, damit beide Feldnamen im Clientcode funktionieren. Unter der monoprotonigen ICE-Annahme gilt a_minus gleich h_plus, und ha_eq ist C minus x, die undissoziierte Säure im Gleichgewicht. Das Feld approx_h_plus ist die übliche Abkürzung Quadratwurzel aus Ka mal C, nur zum Vergleich zurückgegeben; die maßgebliche Antwort ist immer die exakte quadratische Wurzel. Die Formelzeichenkette dokumentiert den ICE-Pfad, und method ist immer weak_acid_hydrogen_ion_quadratic, damit Downstream-Code ohne Formschnüffeln verzweigen kann. Wenn die gelöste x nicht strikt kleiner als C ist, scheitert die Anfrage mit invalid_input, weil das reine ICE-Modell für schwache Säuren inkonsistent wäre.

API-Nutzung, Preise, Unterrichtsabläufe und praktische Grenzen

Rufen Sie den kostenlosen In-Browser-Rechner für Wasserstoffionen aus schwacher Säure für Hausaufgabenprüfungen, Vor-Labor-Schätzungen und Vorlesungsdemos auf, ohne ein Chemie-CAS oder Tabellenkalkulations-Solver zu installieren. Koppeln Sie diesen Endpunkt mit einem percent-ionization-Werkzeug, wenn die bewertete Antwort Prozent statt Molarität ist, oder mit Ka-from-pH, wenn Sie bereits pH gemessen haben und die Konstante statt [H+] wollen. Denken Sie daran: das Modell ist monoprotonig, ideal und vernachlässigt Wasser-Autoionisation; es passt zu Lehrbuchproblemen für [H+] schwacher Säuren, nicht zu aktivitätskorrigierter industrieller Speziation oder multiprotonigen Phosphorkaskaden. Senden Sie einen JSON-Körper mit den erforderlichen positiven Zahlen concentration und ka. Nutzen Sie die Prepaid-API, wenn eine Tutor-Plattform, ein LMS-Plug-in, eine Labordaten-Pipeline oder ein Curriculum-Generator einen stabilen Vertrag unter KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Element braucht; Validierungsfehler verbrauchen nach Ablehnung der Anfrage nie Guthaben. Autoren, die SDKs ausliefern, können h_plus und hydrogen_ion_concentration in Notenbücher-Spalten mappen und pH, ha_eq sowie approx_h_plus in Lösungsansichten zeigen—dieselben Zahlen, die Studierende von Hand berechnen, wenn sie die Quadratgleichung auf Papier lösen, nachdem sie die ICE-Tabelle für Essigsäure oder ähnliche monoprotonige schwache Säuren geschrieben haben.

Tutorium und Curriculum-Generatoren

Unterrichtsbausteine erzeugen deterministische [H+]-Beispiele schwacher Säuren mit strukturiertem JSON für Karteikarten, Schrittblätter und selbstbewertete Übungen ohne vollständigen Chemie-Stack.

Labornotizbücher und LMS-Pipelines

Skripte, die bereits analytische Konzentration und tabelliertes Ka speichern, rufen einen stabilen Prepaid-Endpunkt auf, um die Gleichgewichts-Wasserstoffionenkonzentration an jede Probenzeile für Berichte und Dashboards anzuhängen.

Wie berechne ich das Gleichgewichts-[H+] einer schwachen Säure?

Senden Sie JSON mit concentration (analytisches C in mol/L) und ka (Säuredissoziationskonstante). Die Antwort liefert h_plus und hydrogen_ion_concentration aus der exakten ICE-Quadratgleichung Ka = x²/(C−x).

Ist der Rechner für Wasserstoffionen aus schwacher Säure kostenlos?

Das Browser-Werkzeug läuft kostenlos auf Ihrem Gerät. API-Aufrufe nutzen Prepaid-KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Element; Validierungsfehler werden nicht berechnet.

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