Tavaline vahemik pH väärtused kestab 0–14. Kui teile antakse happe vesinikuioonide molaarsus, mis on suurem kui üks, saate siiski arvutama happe negatiivne pH väärtus. Kas on võimalik negatiivne pH väärtus?
Kuidas töötab negatiivne pH
See on kindlasti võimalik arvutama negatiivne pH väärtus. Kuid teisest küljest, kas hape tegelikult või mitte on negatiivne pH väärtus pole midagi, mida saate laboris väga hästi kontrollida.
Praktikas arvutatakse happe, mille vesinikioonide kontsentratsioon molaarsusega üle 1, pH väärtus on negatiivne. Näiteks arvutatakse 12M HCl (vesinikkloriidhappe) pH väärtuseks -log (12) = -1,08. Kuid te ei saa seda mõõta instrumendi või testiga. Puudub spetsiaalne lakmuspaber, mis muudaks värvi, kui väärtus on alla nulli. pH-meetrid on paremad kui pH-paber, kuid te ei saa lihtsalt klaasi kasta pH-elektrood HCl-is ja mõõta negatiivne pH. Selle põhjuseks on asjaolu, et klaasi pH-elektroodidel on puudus, mida nimetatakse happeliseks veaks ja mille tulemusel nad mõõdavad tegelikust pH-st kõrgemat pH-d. Selle puuduse korrigeerimine on väga keeruline tõeline pH väärtus.
Samuti tugevad happed ei haju kõrgel vees täielikult kontsentratsioonid. HCl korral jääb osa vesinikust klooriga seotuks, nii et selles osas oleks tõeline pH kõrgem kui pH, mille arvutaksite happemolaarsuse põhjal.
Olukorra edasiseks komplitseerimiseks on vesinikuioonide aktiivsus või efektiivne kontsentratsioon kontsentreeritud tugevas happes suurem kui tegelik kontsentratsioon. Seda seetõttu, et happeühiku kohta on nii vähe vett. Kui pH arvutatakse tavaliselt kui -log [H+] (vesinikuioonide molaarsuse logaritmi negatiivne), oleks täpsem kirjutada pH = - log aH+ (vesinikuioonide aktiivsuse logaritm on negatiivne pf). Vesinikuioonide suurenenud aktiivsuse see mõju on väga tugev ja muudab pH palju madalamaks, kui võiksite oodata happe molaarsusest.
Negatiivse pH kokkuvõte
Kokkuvõtlikult võib öelda, et klaasist pH-elektroodiga ei saa täpselt mõõta eriti madalat pH-d ja seda on keeruline öelda kas suurenenud vesinikioonide aktiivsus alandab pH-d rohkem kui mittetäielik dissotsiatsioon. Negatiivne pH on võimalik ja seda on lihtne arvutada, kuid mitte midagi, mida saaksite hõlpsasti mõõta. Äärmiselt madalate pH väärtuste hindamiseks kasutatakse spetsiaalseid elektroode. Lisaks negatiivsele pH-le on pH väärtus ka 0. Arvestus kehtib ka leeliseliste lahuste kohta, milles pOH väärtus võib ulatuda tavapärasest suuremaks.