Un pH négatif est-il possible?

La plage habituelle de valeurs de pH va de 0 à 14. Si vous obtenez la molarité des ions hydrogène d'un acide qui est supérieure à un, cependant, vous calculez une valeur de pH négative pour l'acide. Est-il possible d'avoir une valeur de pH négative?

Fonctionnement du pH négatif

Il est certainement possible de calculer une valeur de pH négative. Mais d'autre part, si oui ou non un acide a une valeur de pH négative n'est pas quelque chose que vous pouvez très bien vérifier en laboratoire.

Dans la pratique, tout acide qui donne une concentration en ions hydrogène avec une molarité supérieure à 1 sera calculé comme ayant un pH négatif. Par exemple, le pH de HCl 12M (acide chlorhydrique) est calculé comme étant -log (12) = -1,08. Mais, vous ne pouvez pas le mesurer avec un instrument ou un test. Il n'y a pas de papier tournesol spécial qui change de couleur lorsque la valeur est inférieure à zéro. Les pH-mètres sont meilleurs que le papier pH, mais vous ne pouvez pas simplement plonger une électrode de pH en verre dans le HCl et mesurer un pH négatif. En effet, les électrodes de pH en verre souffrent d'un défaut appelé «erreur d'acide» qui les amène à mesurer un pH plus élevé que le pH réel. Il est très difficile d'appliquer une correction à ce défaut pour obtenir la vraie valeur du pH.

De plus, les acides forts ne se dissocient pas complètement dans l'eau à des concentrations élevées. Dans le cas du HCl, une partie de l'hydrogène resterait liée au chlore, donc à cet égard, le vrai pH serait plus élevé que le pH que vous calculeriez à partir de la molarité acide.

Pour compliquer davantage la situation, l'activité ou la concentration efficace des ions hydrogène dans un acide fort concentré est supérieure à la concentration réelle. En effet, il y a si peu d'eau par unité d'acide. Alors que le pH est généralement calculé comme -log [H⁺] (négatif du logarithme de la molarité de l'ion hydrogène), il serait plus précis d'écrire pH = - log aH⁺ (pf négatif le logarithme de l'activité des ions hydrogène). Cet effet de l'activité accrue des ions hydrogène est très fort et rend le pH beaucoup plus bas que ce que vous attendez de la molarité acide.

Résumé du pH négatif

En résumé, vous ne pouvez pas mesurer avec précision un pH extrêmement bas avec une électrode de pH en verre et il est difficile de dire si le pH est abaissé par l'augmentation de l'activité des ions hydrogène plus qu'il n'est élevé par une dissociation incomplète. Un pH négatif est possible et simple à calculer, mais ce n'est pas quelque chose que vous pouvez facilement mesurer. Des électrodes spéciales sont utilisées pour évaluer des valeurs de pH extrêmement basses. En plus du pH négatif, il est également possible que le pH ait une valeur de 0. Le calcul s'applique également aux solutions alcalines, dans lesquelles la valeur de pOH peut s'étendre au-delà de la plage typique.