布朗斯特-劳里酸碱理论中,弱碱指在水溶液中不完全电离的碱,意即质子化反应不完全。一般碱的pH值范围为7~14,其中7为中性,14则为强碱性,可通过以下公式计算:
![{\displaystyle {\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{H}}^{+}\right]}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/093977a79b6a17e02db4699475930e48c05d6468)
相对强碱而言,弱碱从水分子接受质子的能力较差,因而溶液中H+浓度更高,pH值较低。
碱阴离子的电离平衡不涉及H+,通常以OH−离子浓度先计算pOH:
![{\displaystyle {\mbox{pOH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{OH}}^{-}\right]}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/61f42f89e55703d3d9e7fcdbd19085af58a78fd7)
共轭酸(如NH4+)与共轭碱(如NH3)的酸碱平衡式相乘,得到:
![{\displaystyle K_{a}\times K_{b}={[H_{3}O^{+}][NH_{3}] \over [NH_{4}^{+}]}\times {[NH_{4}^{+}][OH^{-}] \over [NH_{3}]}=[H_{3}O^{+}][OH^{-}]}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dd6f7645386bcc2ec8e2b7bea8fcf77455ed5952)
由于
,因此
。
等式两边同时取对数,得:
![{\displaystyle logK_{a}+logK_{b}=logK_{w}}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a20b459a105428162e5818f127845e76065c133d)
最后等式两边同乘-1,结果为:
![{\displaystyle pK_{a}+pK_{b}=pK_{w}=14.00}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/170138368471f5aabd90ba8e803903b2b6aa5bf5)
pH值可由已知的pOH值代入下式计算:
- pH = pKw - pOH,pKw = 14.00
与弱酸类似,弱碱在水中也存在电离平衡,其反应平衡常数称作Kb,可作为碱强弱的量度。强碱电离过程完全,Kb值也较大。弱碱,如氨在溶于水时存在下列平衡:
![{\displaystyle \mathrm {K_{b}={[NH_{4}^{+}][OH^{-}] \over [NH_{3}]}} }](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9b4c0bd8de04d36b58fdb0d356cc42243636eda6)
pH值计算涉及的H+浓度与OH−浓度通过水的离子积联系起来,Kw = 1.0x10−14,见水的自偶电离。强碱中H+浓度较低,即OH−浓度更高,Kb更大。