pHと中和の計算（水素イオン濃度・酸の強弱）｜作業環境測定士

編集部

「同じ0.1 mol/LでどれのpHが小さい？」は、強酸か弱酸か・何価かで決まります。中和は、酸のH⁺と塩基のOH⁻のmol差を全体積で割るだけ。余ったのが酸か塩基かで道が分かれます。

この記事の要点

強酸の水素イオン濃度＝濃度×価数。pH＝−log[H⁺]。同じ濃度なら2価の強酸（硫酸）がpH最小、弱酸（酢酸・フッ化水素酸）はpH最大。

中和はH⁺のmolとOH⁻のmolの差を、混合後の全体積で割る。塩基が余ったときは[OH⁻]を出し、水のイオン積（[H⁺][OH⁻]＝1.0×10⁻¹⁴）から[H⁺]を求めます。

pHと中和は、分析に関する概論の問5・問6・問11あたりで毎年出ます。「どの酸のpHが最も小さい（大きい）か」「希釈・中和後の水素イオン濃度」が中心です。

酸の強弱と価数、そしてmolで考える中和、この2点が核になる計算分野です。

pH計算の基本

項目	内容	ポイント
pHの定義	pH＝−log[H⁺]	[H⁺]が大きいほどpHは小さい
強酸の[H⁺]	濃度 × 価数	完全に電離する（塩酸・硝酸・硫酸など）
弱酸の[H⁺]	濃度×価数より小さい	一部しか電離しない（酢酸・フッ化水素酸など）
水のイオン積	[H⁺][OH⁻]＝1.0×10⁻¹⁴	塩基性側で[H⁺]を出すのに使う

酸の強弱と価数（pH最小・最大）

酸	強弱	価数	0.1 mol/Lでの[H⁺]の目安
塩酸・硝酸・ヨウ化水素酸	強酸	1価	約0.1（＝濃度×1）
硫酸	強酸	2価	約0.2（＝濃度×2）→pH最小
酢酸・フッ化水素酸・炭酸	弱酸	一部のみ電離	0.1より小さい→pH大きい

「0.1 mol/LでpHが最も小さいのは？」（令和6年2月問5・令和7年8月問12）の答えは硫酸です。2価の強酸なので[H⁺]が約0.2と最も大きくなります。

逆に「0.1 mol/LでpHが最も大きいのは？」（令和8年2月問6）はフッ化水素酸で、弱酸なので電離が一部にとどまり[H⁺]が小さくなります。

希釈後の水素イオン濃度

強酸を水で薄めると、[H⁺]も同じ割合で薄まります。「14 mol/Lの硝酸10 mLを水で1000 mLに希釈したときの[H⁺]は？」（令和7年2月問5）。

硝酸は1価の強酸。希釈後の濃度＝14×（10÷1000）＝0.14 mol/L。
[H⁺]＝0.14×1＝0.14 mol/L。

公表正答は0.14 mol/Lです。同じ問いで「200 mLに希釈」（令和7年8月問5）なら、14×（10÷200）＝0.70 mol/L で[H⁺]は0.70 mol/L（公表正答）です。

中和後の水素イオン濃度

中和はH⁺のmolとOH⁻のmolを比べ、差を混合後の全体積で割ります。

「2.00×10⁻² mol/Lの塩酸10.0 mLと1.00×10⁻² mol/Lの水酸化ナトリウム10.0 mLを混合したときの[H⁺]は？」（令和6年2月問11）。

H⁺＝2.00×10⁻²×10.0×10⁻³＝2.0×10⁻⁴ mol。OH⁻＝1.00×10⁻²×10.0×10⁻³＝1.0×10⁻⁴ mol。
酸が余る。余ったH⁺＝2.0×10⁻⁴−1.0×10⁻⁴＝1.0×10⁻⁴ mol。
全体積＝20.0 mL＝0.020 L。[H⁺]＝1.0×10⁻⁴÷0.020＝5.0×10⁻³ mol/L。

公表正答は5.0×10⁻³ mol/Lです。

塩基が余るときが引っかけです。「1.0×10⁻² mol/Lの塩酸10 mLと3.0×10⁻² mol/Lの水酸化ナトリウム10 mLを混合（水のイオン積1.0×10⁻¹⁴）」（令和8年2月問11）は、H⁺＝1.0×10⁻²×0.010＝1.0×10⁻⁴ mol、OH⁻＝3.0×10⁻²×0.010＝3.0×10⁻⁴ mol。OH⁻が余り、余り＝2.0×10⁻⁴ mol÷0.020 L＝1.0×10⁻² mol/L（＝[OH⁻]）。[H⁺]＝1.0×10⁻¹⁴÷1.0×10⁻²＝1.0×10⁻¹² mol/L（公表正答）です。塩基が余ったら[OH⁻]を先に出し、水のイオン積から[H⁺]を求めます。

混同しやすいところ

強酸と弱酸

強酸（塩酸・硝酸・硫酸など）は完全に電離し[H⁺]＝濃度×価数。弱酸（酢酸・フッ化水素酸・炭酸）は一部しか電離せず、同じ濃度でも[H⁺]が小さくpHは大きくなります。

価数

同じ強酸でも、硫酸は2価なので[H⁺]は1価の塩酸・硝酸の2倍。同濃度ではpHが最も小さくなります。

酸過剰と塩基過剰

中和でH⁺が余れば[H⁺]＝余り÷全体積。OH⁻が余れば、まず[OH⁻]を出し、水のイオン積（1.0×10⁻¹⁴）から[H⁺]を求めます。

過去問でどう問われたか

pH・中和は、分析に関する概論の問5・問6・問11・問12あたりで毎年（令和5年8月〜令和8年2月）形を変えて出ています。

年度	問	問われ方・型	公表正答
令和8年2月	問6	0.1 mol/LでpHが最大の酸（弱酸）	フッ化水素酸
令和8年2月	問11	塩基が余る中和後の[H⁺]（水のイオン積を使う）	1.0×10⁻¹²
令和7年8月	問5	14 mol/Lの硝酸を200 mLに希釈した[H⁺]	0.70 mol/L
令和7年8月	問12	0.001 mol/LでpHが最小の酸（2価強酸）	硫酸
令和7年2月	問5	14 mol/Lの硝酸を1000 mLに希釈した[H⁺]	0.14 mol/L
令和6年2月	問5	0.1 mol/LでpHが最小の酸（2価強酸）	硫酸
令和6年2月	問11	酸が余る中和後の[H⁺]	5.0×10⁻³

計算の型は次に整理できます。

強酸の[H⁺]＝濃度×価数（硫酸は2価でpH最小）。
弱酸（酢酸・フッ化水素酸・炭酸）は同濃度でpH最大。
希釈は[H⁺]も同じ割合で薄まる。
中和はmol差÷全体積、塩基過剰なら水のイオン積から[H⁺]を出す。

強酸の[H⁺]＝濃度×価数、pH＝−log[H⁺]。硫酸は2価でpH最小、弱酸はpH最大。中和はH⁺とOH⁻のmol差を全体積で割り、塩基が余れば水のイオン積から[H⁺]を出します。価数の見落とし・強弱の取り違えが定番の引っかけです。

編集部メモ

pH問題は、最初に「強酸か弱酸か」「何価か」を判定するだけで選択肢が絞れます。中和はmolで考えて、最後に全体積で割るのを忘れないことです。塩基が余るパターンは水のイオン積を使います。

理解度チェック

問題：同じ0.1 mol/Lの水溶液では、硫酸が最もpHが小さい。

〇か×か。

答えを見る

答え：〇

硫酸は2価の強酸なので[H⁺]が約0.2と最も大きく、pHが最小です（令和6年2月・令和7年8月分析概論）。

問題：14 mol/Lの硝酸10 mLを水で1000 mLに希釈すると、水素イオン濃度は0.14 mol/Lである。

〇か×か。

答えを見る

答え：〇

硝酸は1価の強酸。14×（10÷1000）＝0.14 mol/L、[H⁺]も0.14 mol/Lです（令和7年2月分析概論問5）。

問題：2.00×10⁻² mol/Lの塩酸10.0 mLと1.00×10⁻² mol/Lの水酸化ナトリウム10.0 mLを混合すると、水素イオン濃度は5.0×10⁻³ mol/Lである。

〇か×か。

答えを見る

答え：〇

H⁺＝2.0×10⁻⁴ mol、OH⁻＝1.0×10⁻⁴ mol、余り1.0×10⁻⁴ mol÷0.020 L＝5.0×10⁻³ mol/Lです（令和6年2月分析概論問11）。

まとめ

pHは−log[H⁺]で、強酸の[H⁺]は濃度×価数です。同じ濃度なら2価の硫酸がpH最小、弱酸（酢酸・フッ化水素酸・炭酸）はpH最大になります。希釈では[H⁺]も同じ割合で薄まります。

中和はH⁺とOH⁻のmol差を混合後の全体積で割り、塩基が余ったときは水のイオン積（1.0×10⁻¹⁴）から[H⁺]を出します。価数の見落としと強弱の取り違えが引っかけです。

参考資料

pHの定義（pH＝−log[H⁺]）、強酸の電離（[H⁺]＝濃度×価数）、強酸（塩酸・硝酸・ヨウ化水素酸＝1価、硫酸＝2価）と弱酸（酢酸・フッ化水素酸・炭酸）の区別、中和の量的関係、水のイオン積（[H⁺][OH⁻]＝1.0×10⁻¹⁴）は、化学（酸・塩基）の基礎による。
過去問の問われ方・数値は、安全衛生技術試験協会の公表試験問題（分析に関する概論、令和5年8月〜令和8年2月）にもとづく。各設問は本文記載の考え方で解き、公表正答と一致することを確認。

※ 最終更新：2026年6月

この記事を書いた人

作業環境測定士独学ノート編集部

作業環境測定士試験を独学で受ける人のための学習ノートの編集部です。