Възможно ли е отрицателно pH?

Обичайната гама от pH стойности работи от 0 до 14. Ако ви бъде дадена моларността на водородните йони на киселина, която е по-голяма от една, вие ще изчисли отрицателна стойност на pH за киселината. Възможно ли е да има отрицателна стойност на pH?

Определено е възможно да изчисли отрицателна стойност на pH. Но от друга страна, независимо дали всъщност е киселина или не има отрицателната стойност на pH не е нещо, което можете да проверите много добре в лабораторията.

На практика всяка киселина, която води до концентрация на водородни йони с моларност по-голяма от 1, се изчислява като отрицателно рН. Например рН на 12М HCl (солна киселина) се изчислява на -log (12) = -1.08. Но не можете да го измерите с инструмент или тест. Няма специална лакмусова хартия, която да превръща цвят, когато стойността е под нулата. pH-метрите са по-добри от хартията с pH, но не можете просто да натопите чаша pH електрод в HCl и се измерва отрицателно pH. Това е така, защото електродите на стъклото с pH страдат от дефект, наречен „киселинна грешка“, който ги кара да измерват по-високо pH от реалното. Много е трудно да се приложи корекция на този дефект, за да се получи

Също, силни киселини не се дисоциира напълно във вода при високо концентрации. В случая на HCl, част от водорода би останал свързан с хлора, така че в това отношение истинското pH би било по-високо от pH, което бихте изчислили от киселинната моларност.

За допълнително усложняване на ситуацията активността или ефективната концентрация на водородни йони в концентрирана силна киселина е по-висока от действителната концентрация. Това е така, защото има толкова малко вода на единица киселина. Докато pH обикновено се изчислява като -log [H⁺] (отрицателно от логаритъма на моларността на водородните йони), би било по-точно да се напише pH = - log aH⁺ (отрицателен pf логаритъм на активността на водородните йони). Този ефект от усилената активност на водородните йони е много силен и прави рН много по-ниско, отколкото бихте очаквали от киселинната моларност.

В обобщение, не можете точно да измерите изключително ниско pH с стъклен pH електрод и е трудно да се каже дали pH се понижава от повишената активност на водородни йони повече, отколкото се повишава при непълно дисоциация. Отрицателното pH е възможно и лесно се изчислява, но не е нещо, което лесно можете да измерите. За оценка на изключително ниски стойности на pH се използват специални електроди. В допълнение към отрицателното рН е възможно и pH да има стойност 0. Изчислението се прилага и за алкални разтвори, в които стойността на pOH може да надхвърли типичния обхват.