Ist ein negativer pH-Wert möglich?

Der übliche pH-Bereich reicht von 0 bis 14. Wenn Sie jedoch die Molarität von Wasserstoffionen einer Säure von mehr als 1 angeben, berechnen Sie einen negativen pH-Wert für die Säure. Ist es möglich, einen negativen pH-Wert zu haben?

Wie ein negativer pH-Wert funktioniert

Das ist definitiv möglich Berechnung ein negativer pH-Wert. Aber auf der anderen Seite, ob es sich tatsächlich um eine Säure handelt oder nicht hat Einen negativen pH-Wert können Sie im Labor nicht gut nachweisen.

In der Praxis wird berechnet, dass jede Säure, die eine Konzentration von Wasserstoffionen mit einer Molarität von mehr als 1 ergibt, einen negativen pH aufweist. Beispielsweise wird der pH-Wert von 12 M HCl (Salzsäure) zu -log (12) = -1,08 berechnet. Aber Sie können es nicht mit einem Instrument oder Test messen. Es gibt kein spezielles Lackmuspapier, das eine Farbe annimmt, wenn der Wert unter Null liegt. pH-Meter sind besser als pH-Papier, doch Sie können nicht einfach eine Glas-pH-Elektrode in die HCl eintauchen und einen negativen pH-Wert messen. Dies liegt daran, dass Glas-pH-Elektroden an einem als "Säurefehler" bezeichneten Defekt leiden, der dazu führt, dass sie einen höheren pH-Wert als den tatsächlichen pH-Wert messen. Es ist sehr schwierig, eine Korrektur für diesen Defekt vorzunehmen, um den wahren pH-Wert zu erhalten.

Starke Säuren dissoziieren in hohen Konzentrationen nicht vollständig im Wasser. Im Falle von HCl würde ein Teil des Wasserstoffs an das Chlor gebunden bleiben, so dass in dieser Hinsicht der wahre pH-Wert höher wäre als der pH-Wert, den Sie aus der Säuremolarität berechnen würden.

Um die Situation weiter zu komplizieren, ist die Aktivität oder wirksame Konzentration von Wasserstoffionen in einer konzentrierten starken Säure höher als die tatsächliche Konzentration. Das liegt daran, dass es so wenig Wasser pro Säureeinheit gibt. Während der pH üblicherweise als -log berechnet wird [H⁺] (negativ vom Logarithmus der Wasserstoffionen-Molarität), wäre es genauer, pH = - log aH zu schreiben⁺ (negativ vom Logarithmus der Wasserstoffionenaktivität). Dieser Effekt der erhöhten Wasserstoffionenaktivität ist sehr stark und führt dazu, dass der pH-Wert viel niedriger ist, als Sie es von der Säuremolarität erwarten würden.

Zusammenfassung des negativen pH-Werts

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit einer Glas-pH-Elektrode ein extrem niedriger pH-Wert nicht genau gemessen werden kann und es schwierig ist, festzustellen, ob der pH-Wert durch die erhöhte Wasserstoffionenaktivität stärker gesenkt wird als durch unvollständige Dissoziation. Ein negativer pH-Wert ist möglich und einfach zu berechnen, aber nicht leicht zu messen. Mit speziellen Elektroden werden extrem niedrige pH-Werte ermittelt. Zusätzlich zum negativen pH-Wert kann der pH-Wert auch 0 betragen. Die Berechnung gilt auch für alkalische Lösungen, bei denen der pOH-Wert über den typischen Bereich hinausgehen kann.