Ali je možen negativni pH?

Običajni obseg pH vrednosti traja od 0 do 14. Če vam je molarnost vodikovih ionov kisline večja od ene, boste izračunati negativna pH vrednost kisline. Ali je mogoče imeti negativno pH vrednost?

Vsekakor je mogoče izračunati negativna pH vrednost. Toda po drugi strani ne glede na to, ali je kislina dejansko je negativna pH vrednost ni nekaj, kar lahko zelo dobro preverite v laboratoriju.

V praksi se za vsako kislino, ki povzroči koncentracijo vodikovih ionov z molarnostjo večjo od 1, izračuna, da ima negativen pH. Na primer, pH 12M HCl (klorovodikova kislina) se izračuna na -log (12) = -1,08. Toda tega ne morete izmeriti z instrumentom ali testom. Ni posebnega papirja za lakmus, ki obarva barvo, če je vrednost pod ničlo. Merilniki pH so boljši od papirja za pH, vendar kozarca ne morete samo potopiti pH elektroda v HCl in izmerimo negativni pH. To je zato, ker steklene pH elektrode trpijo zaradi okvare, imenovane "kislinska napaka", zaradi katere lahko izmerijo višji pH kot dejanski. Zelo težko je uporabiti popravek za to pomanjkljivost, da bi pridobili

Tudi močne kisline pri visoki vodi ne disociirajte v celoti koncentracije. V primeru HCl bi del vodika ostal vezan na klor, zato bi bil v tem pogledu pravi pH višji od pH, ki bi ga izračunali iz kisle molarnosti.

Za nadaljnjo zapletenost situacije je aktivnost ali učinkovita koncentracija vodikovih ionov v koncentrirani močni kislini višja od dejanske koncentracije. To je zato, ker je tako malo vode na enoto kisline. PH se običajno izračuna kot -log [H⁺] (negativno na logaritem molarnosti vodikovih ionov), bolj natančno bi bilo napisati pH = - log aH⁺ (negativni pf logaritmu aktivnosti vodikovih ionov). Ta učinek povečanega delovanja vodikovih ionov je zelo močan, zato je pH veliko nižji, kot bi pričakovali zaradi kisle molarnosti.

Če povzamemo, ne morete natančno izmeriti izredno nizkega pH s stekleno pH elektrodo in težko je razbrati ali je pH s povečano aktivnostjo vodikovih ionov nižji, kot ga povišamo zaradi nepopolnosti disociacija. Negativni pH je možen in preprost za izračun, ni pa nekaj, kar lahko preprosto izmerite. Za oceno izredno nizkih pH vrednosti se uporabljajo posebne elektrode. Poleg negativnega pH je možno tudi, da ima pH vrednost 0. Izračun velja tudi za alkalne raztopine, v katerih lahko vrednost pOH preseže običajni obseg.