Je li moguć negativni pH?

Uobičajeni raspon pH vrijednosti traje od 0 do 14. Ako vam je, međutim, dat molaritet vodikovih iona kiseline koji je veći od jednog, to ćete učiniti izračunati negativna pH vrijednost za kiselinu. Je li moguće imati negativnu pH vrijednost?

To je definitivno moguće izračunati negativna pH vrijednost. Ali s druge strane, bez obzira je li kiselina zapravo ili ne ima negativna pH vrijednost nije nešto što možete vrlo dobro potvrditi u laboratoriju.

U praksi će se za svaku kiselinu koja daje koncentraciju vodikovih iona molarnosti veće od 1 izračunati negativan pH. Na primjer, pH 12M HCl (klorovodična kiselina) se izračunava na -log (12) = -1,08. Ali to ne možete mjeriti instrumentom ili testom. Ne postoji poseban lakmus papir koji pokaže boju kad je vrijednost ispod nule. pH metri su bolji od pH papira, ali ne možete samo natočiti čašu pH elektroda u HCl i izmjeri negativni pH. To je zbog toga što staklene pH elektrode pate od oštećenja zvanog "kisela greška" zbog kojeg izmjere viši pH od stvarnog. Za ovo je oštećenje vrlo teško primijeniti ispravak

Također, jake kiseline nemojte potpuno disocirati u vodi kod visokih koncentracije. U slučaju HCl, neki bi vodik ostao vezan za klor, tako da bi u tom pogledu istinski pH bio viši od pH koji biste izračunali iz kisele molarnosti.

Kako bi dodatno zakomplicirali situaciju, aktivnost ili efektivna koncentracija vodikovih iona u koncentriranoj jakoj kiselini veća je od stvarne koncentracije. To je zato što ima tako malo vode po jedinici kiseline. Dok se pH obično izračunava kao -log [H⁺] (negativno od logaritma molarnosti vodikovih iona), bilo bi točnije napisati pH = - log aH⁺ (negativan pf logaritam aktivnosti vodikovih iona). Ovaj učinak pojačane aktivnosti vodikovih iona vrlo je jak i čini pH mnogo nižim nego što biste očekivali od molarnosti kiseline.

Ukratko, ne možete precizno izmjeriti ekstremno nizak pH staklenom pH elektrodom i teško je utvrditi da li je pH smanjen povećanom aktivnošću vodikovih iona više nego što je povišen nepotpunim disocijacija. Negativni pH moguće je i jednostavno izračunati, ali ne nešto što lako možete izmjeriti. Za procjenu ekstremno niskih vrijednosti pH koriste se posebne elektrode. Pored negativnog pH, također je moguće da pH ima vrijednost 0. Proračun se također odnosi na alkalne otopine u kojima se vrijednost pOH može proširiti izvan uobičajenog raspona.