Ar galimas neigiamas pH?

Įprastas diapazonas pH vertės eina nuo 0 iki 14. Tačiau jei jums bus suteikta didesnė nei viena rūgšties vandenilio jonų molinė masė, jūs turėsite apskaičiuoti neigiama rūgšties pH vertė. Ar įmanoma neigiama pH vertė?

Tai tikrai įmanoma apskaičiuoti neigiama pH vertė. Bet kita vertus, ar tai iš tikrųjų rūgštis, ar ne turi neigiama pH vertė nėra kažkas, ką galite labai gerai patikrinti laboratorijoje.

Praktiškai bus apskaičiuota, kad bet kurios rūgšties, kurios vandenilio jonų koncentracija yra didesnė nei 1, pH bus neigiamas. Pavyzdžiui, apskaičiuota, kad 12M HCl (druskos rūgšties) pH yra –log (12) = –1,08. Bet jūs negalite to išmatuoti prietaisu ar testu. Nėra jokio specialaus lakmuso popieriaus, kuris paverčia spalvą, kai vertė yra mažesnė už nulį. pH matuokliai yra geresni nei pH popieriaus, tačiau jūs negalite tiesiog pamirkyti stiklinės pH elektrodas į HCl ir išmatuokite neigiamą pH. Taip yra todėl, kad stiklo pH elektrodai turi defektą, vadinamą „rūgšties klaida“, dėl kurio jie matuoja aukštesnį pH nei tikrasis pH. Labai sunku pritaikyti šio trūkumo pataisą, norint gauti

Be to, stiprios rūgštys visiškai neišsiskiria vandenyje koncentracijos. Jei tai yra HCl, dalis vandenilio liks prijungta prie chloro, taigi šiuo atžvilgiu tikrasis pH būtų didesnis nei pH, kurį apskaičiuotumėte pagal rūgšties moliškumą.

Norėdami dar labiau komplikuoti situaciją, vandenilio jonų aktyvumas arba efektyvi koncentracija koncentruotoje stiprioje rūgštyje yra didesnis nei tikroji. Taip yra todėl, kad rūgščių vienete yra tiek mažai vandens. Nors pH paprastai apskaičiuojamas kaip -log [H⁺] (neigiamas vandenilio jonų molingumo logaritmas), tiksliau būtų parašyti pH = - log aH⁺ (neigiamas vandenilio jonų aktyvumo logaritmas pf). Šis padidėjusio vandenilio jonų aktyvumo poveikis yra labai stiprus, todėl pH yra daug mažesnis, nei galima būtų tikėtis iš rūgšties moliškumo.

Apibendrinant galima pasakyti, kad negalima tiksliai išmatuoti ypač žemo pH naudojant stiklinį pH elektrodą, ir sunku pasakyti ar pH sumažėja dėl padidėjusio vandenilio jonų aktyvumo, o ne dėl nepakankamo disociacija. Neigiamas pH yra įmanomas ir lengvai apskaičiuojamas, tačiau tai nėra kažkas, ką jūs galite lengvai išmatuoti. Ypač žemoms pH reikšmėms įvertinti naudojami specialūs elektrodai. Be neigiamo pH, taip pat įmanoma, kad pH būtų 0. Skaičiavimas taip pat taikomas šarminiams tirpalams, kuriuose pOH vertė gali viršyti tipinį diapazoną.