È possibile un pH negativo?

Il normale intervallo di valori di pH va da 0 a 14. Se ti viene data la molarità di ioni idrogeno di un acido che è maggiore di uno, tuttavia, calcolerai un valore di pH negativo per l'acido. È possibile avere un valore pH negativo??

Come funziona il pH negativo

È sicuramente possibile calcolare un valore di pH negativo. Ma d'altra parte, in realtà un acido ha un valore di pH negativo non è qualcosa che puoi verificare molto bene in laboratorio.

In pratica, ogni acido che produce una concentrazione di ioni idrogeno con una molarità maggiore di 1 verrà calcolato per avere un pH negativo. Ad esempio, il pH dell'HCl 12M (acido cloridrico) è calcolato come -log (12) = -1.08. Ma non puoi misurarlo con uno strumento o un test. Non esiste alcuna cartina di tornasole speciale che trasforma un colore quando il valore è inferiore a zero. I pHmetro sono migliori della carta pH, tuttavia non è possibile immergere un elettrodo pH in vetro nell'HCl e misurare un pH negativo. Questo perché gli elettrodi pH in vetro soffrono di un difetto chiamato "errore acido" che li induce a misurare un pH più alto del pH reale. È molto difficile applicare una correzione per questo difetto per ottenere il vero valore di pH.

Inoltre, gli acidi forti non si dissociano completamente in acqua ad alte concentrazioni. Nel caso dell'HCl, parte dell'idrogeno rimarrebbe legato al cloro, quindi a questo proposito, il pH reale sarebbe superiore al pH che si calcolerebbe dalla molarità acida.

Per complicare ulteriormente la situazione, l'attività o la concentrazione effettiva di ioni idrogeno in un acido forte concentrato è superiore alla concentrazione effettiva. Questo perché c'è così poca acqua per unità acida. Mentre il pH viene comunemente calcolato come -log [H⁺] (negativo del logaritmo della molarità degli ioni idrogeno), sarebbe più preciso scrivere pH = - log aH⁺ (negativo del logaritmo dell'attività degli ioni idrogeno). Questo effetto della maggiore attività degli ioni idrogeno è molto forte e rende il pH molto più basso di quanto ci si aspetterebbe dalla molarità acida.

Riepilogo del pH negativo

In sintesi, non è possibile misurare accuratamente un pH estremamente basso con un elettrodo pH in vetro ed è difficile stabilire se il pH è abbassato dall'aumentata attività degli ioni idrogeno più di quanto non sia sollevato da una dissociazione incompleta. Il pH negativo è possibile e semplice da calcolare, ma non è qualcosa che puoi facilmente misurare. Elettrodi speciali vengono utilizzati per valutare valori di pH estremamente bassi. Oltre al pH negativo, è anche possibile che il pH abbia un valore di 0. Il calcolo si applica anche alle soluzioni alcaline, in cui il valore di pOH può estendersi oltre l'intervallo tipico.