Är negativt pH möjligt?

Det vanliga utbudet av pH-värden går från 0 till 14. Om du ges molekylen för vätejoner av en syra som är större än en, kommer du dock Beräkna ett negativt pH-värde för syran. Är det möjligt att ha ett negativt pH-värde?

Det är definitivt möjligt att Beräkna ett negativt pH-värde. Men å andra sidan, vare sig en syra faktiskt är eller inte har ett negativt pH-värde är inte något du kan verifiera mycket bra i labbet.

I praktiken kommer varje syra som ger en koncentration av vätejoner med en molaritet större än 1 beräknas ha ett negativt pH. Exempelvis beräknas pH för 12M HCl (saltsyra) till -log (12) = -1,08. Men du kan inte mäta det med ett instrument eller test. Det finns inte något speciellt lakmuspapper som förvandlar en färg när värdet är under noll. pH-mätare är bättre än pH-papper, men du kan inte bara doppa ett glas pH-elektrod i HCl och mäta ett negativt pH. Detta beror på att pH-elektroderna i glas lider av en defekt som kallas "syrafel" som får dem att mäta ett högre pH än det verkliga pH. Det är mycket svårt att tillämpa en korrigering för denna fel för att få

Också, starka syror dissociera inte helt i vatten i hög grad koncentrationer. När det gäller HCl skulle en del av vätet förbli bundet till klor, så i detta avseende skulle det verkliga pH-värdet vara högre än pH-värdet som du skulle beräkna utifrån sur molaritet.

För att ytterligare komplicera situationen är aktiviteten eller den effektiva koncentrationen av vätejoner i en koncentrerad stark syra högre än den faktiska koncentrationen. Detta beror på att det finns så lite vatten per syrenhet. Medan pH vanligtvis beräknas som -log [H⁺] (negativt av logaritmen för vätejonmolariteten), skulle det vara mer exakt att skriva pH = - log aH⁺ (negativ pf logaritmen för vätejonaktiviteten). Denna effekt av den förbättrade vätejonaktiviteten är mycket stark och gör pH-värdet mycket lägre än du kan förvänta dig av syramolariteten.

Sammanfattningsvis kan du inte exakt mäta extremt lågt pH med en glas-pH-elektrod och det är svårt att säga huruvida pH sänks av den ökade vätejonaktiviteten mer än att den höjs genom ofullständig dissociation. Negativt pH är möjligt och enkelt att beräkna, men inte något du enkelt kan mäta. Speciella elektroder används för att bedöma extremt låga pH-värden. Förutom negativt pH är det också möjligt för pH att ha ett värde på 0. Beräkningen gäller också alkaliska lösningar, i vilka pOH-värdet kan sträcka sig utöver det typiska området.