Je možné negativní pH?

Obvyklý rozsah hodnoty pH běží od 0 do 14. Pokud jste dostali molaritu vodíkových iontů kyseliny, která je větší než jedna, budete vypočítat záporná hodnota pH kyseliny. Je možné mít zápornou hodnotu pH?

Je to určitě možné vypočítat záporná hodnota pH. Ale na druhé straně, ať už je to kyselina má záporná hodnota pH není něco, co si můžete v laboratoři velmi dobře ověřit.

V praxi bude jakákoli kyselina, která poskytuje koncentraci vodíkových iontů s molárností větší než 1, vypočtena tak, aby měla záporné pH. Například se vypočítá hodnota pH 12M HC1 (kyselina chlorovodíková) -log (12) = -1,08. Ale nemůžete to změřit pomocí nástroje nebo testu. Neexistuje žádný speciální lakmusový papír, který změní barvu, když je hodnota pod nulou. pH metry jsou lepší než pH papír, ale nemůžete jen namočit sklenici pH elektroda v HCI a změřte záporné pH. Důvodem je, že skleněné elektrody pH trpí defektem zvaným „chyba kyseliny“, který způsobuje, že měří vyšší pH než skutečné pH. Je velmi obtížné použít pro tuto vadu opravu skutečné pH hodnota.

Taky, silné kyseliny nerozdělujte se ve vodě úplně koncentrace. V případě HCI by část vodíku zůstala vázána na chlor, takže v tomto ohledu by skutečné pH bylo vyšší než pH, které byste vypočítali z kyselé molárnosti.

Pro další komplikování situace je aktivita nebo účinná koncentrace vodíkových iontů v koncentrované silné kyselině vyšší než skutečná koncentrace. Je to proto, že na jednotku kyseliny je tak málo vody. Zatímco pH se obvykle počítá jako -log [H⁺] (negativní logaritmus molárnosti vodíkových iontů), bylo by přesnější zapsat pH = - log aH⁺ (negativní logaritmus aktivity vodíkových iontů). Tento účinek zvýšené aktivity vodíkových iontů je velmi silný a pH je mnohem nižší, než byste očekávali od kyselé molárnosti.

Stručně řečeno, nemůžete přesně měřit extrémně nízké pH skleněnou elektrodou na pH a je těžké to říct zda je pH sníženo zvýšenou aktivitou vodíkových iontů více, než je zvýšeno neúplným disociace. Negativní pH je možné a snadno vypočítatelné, ale ne něco, co můžete snadno měřit. Pro stanovení extrémně nízkých hodnot pH se používají speciální elektrody. Kromě negativního pH je také možné, aby hodnota pH měla hodnotu 0. Výpočet se vztahuje také na alkalické roztoky, ve kterých hodnota pOH může přesahovat obvyklý rozsah.