Este posibil pH-ul negativ?

Intervalul obișnuit de valori de pH variază de la 0 la 14. Dacă vi se oferă molaritatea ionilor de hidrogen a unui acid care este mai mare decât unul, totuși, veți calcula o valoare negativă a pH-ului pentru acid. Este posibil să existe o valoare negativă a pH-ului?

Cum funcționează pH-ul negativ

Este cu siguranță posibil calculati o valoare a pH-ului negativ. Pe de altă parte, indiferent dacă este sau nu un acid de fapt are o valoare negativă a pH-ului nu este ceva ce puteți verifica foarte bine în laborator.

În practică, orice acid care produce o concentrație de ioni de hidrogen cu o molaritate mai mare de 1 va fi calculat pentru a avea un pH negativ. De exemplu, pH-ul HCl 12M (acid clorhidric) este calculat a fi -log (12) = -1,08. Dar nu îl poți măsura cu un instrument sau un test. Nu există nici o hârtie specială care să transforme o culoare atunci când valoarea este sub zero. Contoarele de pH sunt mai bune decât hârtia de pH, dar nu puteți doar să înmuiați un electrod de sticlă de pH în HCl și să măsurați un pH negativ. Acest lucru se datorează faptului că electrozii de pH din sticlă suferă de un defect numit „eroare de acid”, care îi determină să măsoare un pH mai mare decât pH-ul real. Este foarte dificil să aplicați o corecție pentru acest defect pentru a obține valoarea adevărată a pH-ului.

De asemenea, acizii puternici nu se disociază complet în apă la concentrații mari. În cazul HCl, o parte din hidrogen ar rămâne legată de clor, deci în acest sens, adevăratul pH ar fi mai mare decât pH-ul pe care l-ați calcula din molaritatea acidă.

Pentru a complica și mai mult situația, activitatea sau concentrarea eficientă a ionilor de hidrogen într-un acid puternic concentrat este mai mare decât concentrația reală. Acest lucru se datorează faptului că există atât de puțină apă per unitate de acid. În timp ce pH-ul este în mod obișnuit calculat ca -log [H⁺] (negativ al logaritmului molarității ionului de hidrogen), ar fi mai exact să se scrie pH = - log aH⁺ (negativ pf logaritmul activității ionului de hidrogen). Acest efect al activității îmbunătățite a ionilor de hidrogen este foarte puternic și face ca pH-ul să fie mult mai mic decât vă așteptați de la molaritatea acidă.

Rezumatul pH-ului negativ

În rezumat, nu puteți măsura cu exactitate pH-ul extrem de scăzut cu un electrod de pH din sticlă și este dificil de spus dacă pH-ul este scăzut de activitatea crescută a ionilor de hidrogen mai mult decât este crescut de disocierea incompletă. PH-ul negativ este posibil și simplu de calculat, dar nu ceva ce puteți măsura cu ușurință. Electrozii speciali sunt folosiți pentru a evalua valorile de pH extrem de scăzute. În plus față de pH negativ, este posibil ca pH-ul să aibă o valoare de 0. Calculul se aplică și soluțiilor alcaline, în care valoarea pOH se poate extinde dincolo de intervalul tipic.