Onko negatiivinen pH mahdollinen?

Tavallinen pH-arvot on välillä 0 - 14. Jos sinulle annetaan kuitenkin hapon vetyionien molaarisuus, joka on suurempi kuin yksi, saat laskea hapon negatiivinen pH-arvo. Onko mahdollista saada negatiivinen pH-arvo?

Se on ehdottomasti mahdollista laskea negatiivinen pH-arvo. Mutta toisaalta, onko happo todella vai ei on negatiivinen pH-arvo ei ole asia, jonka voit tarkistaa erittäin hyvin laboratoriossa.

Käytännössä kaikilla hapoilla, joilla saadaan vetyionien konsentraatio, jonka molaarisuus on suurempi kuin 1, lasketaan olevan negatiivinen pH. Esimerkiksi 12 M HCl: n (suolahapon) pH: n on laskettu olevan -log (12) = -1,08. Mutta et voi mitata sitä instrumentilla tai testillä. Ei ole mitään erityistä lakmusapaperia, joka muuttaa värin, kun arvo on alle nollan. pH-mittarit ovat parempia kuin pH-paperi, mutta et voi vain kastaa lasia pH-elektrodi HCl: ssä ja mittaa negatiivinen pH. Tämä johtuu siitä, että lasin pH-elektrodit kärsivät virheestä, jota kutsutaan ”happovirheeksi”, joka saa ne mittaamaan todellista pH: ta korkeamman pH: n. Tämän vian korjaaminen on erittäin vaikeaa saadakseen

Myös, vahvat hapot Älä hajoa täysin korkeassa vedessä pitoisuudet. HCl: n tapauksessa osa vedystä pysyisi sitoutuneena klooriin, joten tässä suhteessa todellinen pH olisi korkeampi kuin pH, jonka lasket happama molaarisuus.

Tilanteen mutkistamiseksi edelleen vetyionien aktiivisuus tai tehokas pitoisuus väkevöityssä vahvassa hapossa on suurempi kuin todellinen pitoisuus. Tämä johtuu siitä, että happea kohti on niin vähän vettä. Vaikka pH yleensä lasketaan -log [H⁺] (vetyionimolaarisuuden logaritmin negatiivinen), olisi tarkempi kirjoittaa pH = - log aH⁺ (vetyioniaktiivisuuden negatiivinen pf logaritmi). Tämä tehostetun vetyioni-aktiivisuuden vaikutus on erittäin voimakas ja tekee pH: sta paljon alhaisemman kuin happo-molaarisuudelta odotettaisiin.

Yhteenvetona voidaan todeta, että et voi mitata tarkasti erittäin matalaa pH: ta lasisella pH-elektrodilla ja sitä on vaikea sanoa alentaako pH lisääntynyt vedyn ioniaktiivisuus enemmän kuin sitä, jota epätäydellinen lisää dissosiaatio. Negatiivinen pH on mahdollinen ja yksinkertainen laskea, mutta ei jotain mitä voit helposti mitata. Erityisen elektrodien avulla arvioidaan erittäin alhaiset pH-arvot. Negatiivisen pH: n lisäksi on myös mahdollista, että pH: n arvo on 0. Laskelma koskee myös alkalisia liuoksia, joissa pOH-arvo voi ylittää tyypillisen alueen.