Είναι αρνητικό το pH;

Το συνηθισμένο εύρος τιμές pH εκτείνεται από 0 έως 14. Εάν σας δοθεί η γραμμομοριακότητα των ιόντων υδρογόνου ενός οξέος που είναι μεγαλύτερο από ένα, ωστόσο, θα το κάνετε υπολογίζω αρνητική τιμή ρΗ για το οξύ. Είναι δυνατόν να έχει αρνητική τιμή pH;

Είναι σίγουρα δυνατό υπολογίζω αρνητική τιμή ρΗ. Αλλά από την άλλη πλευρά, αν πράγματι ένα οξύ ή όχι έχει μια αρνητική τιμή pH δεν είναι κάτι που μπορείτε να επαληθεύσετε πολύ καλά στο εργαστήριο.

Στην πράξη, οποιοδήποτε οξύ που αποδίδει συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου με γραμμομοριακότητα μεγαλύτερο από 1 θα υπολογίζεται ότι έχει αρνητικό ρΗ. Για παράδειγμα, το ρΗ του HCl 12Μ (υδροχλωρικό οξύ) υπολογίζεται ότι είναι -log (12) = -1.08. Αλλά, δεν μπορείτε να το μετρήσετε με ένα όργανο ή δοκιμή. Δεν υπάρχει ειδικό χαρτί λακκούβας που μετατρέπει χρώμα όταν η τιμή είναι κάτω από το μηδέν. Οι μετρητές pH είναι καλύτεροι από το χαρτί pH, όμως δεν μπορείτε να βουτήξετε μόνο ένα ποτήρι ηλεκτρόδιο pH στο ΗΟΙ και μετράται ένα αρνητικό ρΗ. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα γυάλινα ηλεκτρόδια pH πάσχουν από ένα ελάττωμα που ονομάζεται «οξύ λάθος» το οποίο τους αναγκάζει να μετρήσουν ένα υψηλότερο ρΗ από το πραγματικό pH. Είναι πολύ δύσκολο να εφαρμοστεί μια διόρθωση για αυτό το ελάττωμα για να ληφθεί το

Επίσης, ισχυρά οξέα δεν διαχωρίζονται πλήρως στο νερό σε υψηλά επίπεδα συγκεντρώσεις. Στην περίπτωση του HCl, κάποιο από το υδρογόνο θα παραμείνει συνδεδεμένο με το χλώριο, έτσι από την άποψη αυτή, το πραγματικό pH θα είναι υψηλότερο από το pH που θα υπολογίζατε από τη μοριακή οξύτητα.

Για να περιπλέξει περαιτέρω την κατάσταση, η δραστικότητα ή η αποτελεσματική συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε ένα συμπυκνωμένο ισχυρό οξύ είναι υψηλότερη από την πραγματική συγκέντρωση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχει τόσο λίγη ποσότητα νερού ανά μονάδα οξέος. Ενώ το ρΗ συνήθως υπολογίζεται ως -log [Η⁺] (αρνητικό του λογαρίθμου της γραμμομοριακότητας του ιόντος υδρογόνου), θα ήταν ακριβέστερο να γράψουμε το pH = - log aH⁺ (αρνητική για τον λογάριθμο της δραστηριότητας ιόντων υδρογόνου). Αυτή η επίδραση της ενισχυμένης δραστηριότητας ιόντων υδρογόνου είναι πολύ ισχυρή και κάνει το pH πολύ χαμηλότερο από αυτό που θα περιμένατε από τη μοριακή οξύτητα.

Συνοπτικά, δεν μπορείτε να μετρήσετε με ακρίβεια εξαιρετικά χαμηλό pH με ένα ηλεκτρόδιο pH γυαλιού και είναι δύσκολο να το πείτε εάν το ρΗ μειώνεται από την αυξημένη δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου περισσότερο από ό, τι αυξάνεται από ελλιπή διάσταση. Το αρνητικό pH είναι δυνατό και απλό να υπολογιστεί, αλλά όχι κάτι που μπορείτε εύκολα να μετρήσετε. Χρησιμοποιούνται ειδικά ηλεκτρόδια για την εκτίμηση εξαιρετικά χαμηλών τιμών pH. Εκτός από το αρνητικό pH, είναι επίσης πιθανό το pH να έχει τιμή 0. Ο υπολογισμός ισχύει επίσης για τα αλκαλικά διαλύματα, στα οποία η τιμή pOH μπορεί να εκτείνεται πέρα ​​από την τυπική περιοχή.