هل الأس الهيدروجيني السلبي ممكن؟

النطاق المعتاد قيم الأس الهيدروجيني يمتد من 0 إلى 14. إذا تم إعطاؤك مولارية أيونات الهيدروجين لحمض أكبر من واحد ، فسوف تفعل ذلك احسب قيمة الرقم الهيدروجيني السلبية للحمض. هل من الممكن أن تكون قيمة الأس الهيدروجيني سلبية؟

من الممكن بالتأكيد احسب قيمة الرقم الهيدروجيني السلبية. ولكن من ناحية أخرى ، سواء كان حمضًا أم لا لديها قيمة الأس الهيدروجيني السلبية ليست شيئًا يمكنك التحقق منه جيدًا في المختبر.

من الناحية العملية ، سيتم حساب أي حمض ينتج تركيز أيونات الهيدروجين بمولارية أكبر من 1 للحصول على درجة حموضة سلبية. على سبيل المثال ، يتم حساب الرقم الهيدروجيني لـ 12M HCl (حمض الهيدروكلوريك) ليكون -log (12) = -1.08. ولكن ، لا يمكنك قياسه بأداة أو اختبار. لا يوجد أي ورق عباد الشمس خاص يتحول إلى لون عندما تكون القيمة أقل من الصفر. أجهزة قياس الأس الهيدروجيني أفضل من ورق الأس الهيدروجيني ، ولكن لا يمكنك فقط غمس الزجاج قطب الأس الهيدروجيني في حمض الهيدروكلوريك وقياس درجة الحموضة السلبية. وذلك لأن أقطاب الأس الهيدروجيني الزجاجي تعاني من عيب يسمى `` الخطأ الحمضي '' مما يجعلها تقيس درجة حموضة أعلى من الرقم الهيدروجيني الحقيقي. من الصعب جدا تطبيق تصحيح لهذا العيب للحصول على

أيضا، أحماض قوية لا تنفصل تمامًا في الماء عند ارتفاع تركيزات. في حالة حمض الهيدروكلوريك ، سيظل بعض الهيدروجين مرتبطًا بالكلور ، لذلك في هذا الصدد ، سيكون الرقم الهيدروجيني الحقيقي أعلى من الرقم الهيدروجيني الذي ستحسبه من مولارية الحمض.

لزيادة تعقيد الموقف ، يكون النشاط أو التركيز الفعال لأيونات الهيدروجين في حمض قوي مركز أعلى من التركيز الفعلي. هذا لأن الماء قليل لكل وحدة حمض. بينما يتم حساب الرقم الهيدروجيني بشكل عام على أنه -log [H⁺] (سلبي لوغاريتم مولارية أيون الهيدروجين) ، سيكون أكثر دقة لكتابة الرقم الهيدروجيني = - تسجيل aH⁺ (سلبي لوغاريتم نشاط أيون الهيدروجين). هذا التأثير لنشاط أيون الهيدروجين المعزز قوي جدًا ويجعل الأس الهيدروجيني أقل بكثير مما تتوقعه من مولارية الحمض.

باختصار ، لا يمكنك قياس الأس الهيدروجيني المنخفض للغاية بدقة باستخدام قطب الأس الهيدروجيني الزجاجي ومن الصعب معرفة ذلك ما إذا كان الأس الهيدروجيني ينخفض ​​بسبب زيادة نشاط أيون الهيدروجين أكثر مما يتم رفعه عن طريق عدم اكتماله تفكك. الأس الهيدروجيني السلبي ممكن ويسهل حسابه ، ولكن ليس شيئًا يمكنك قياسه بسهولة. تُستخدم أقطاب كهربائية خاصة لتقييم قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة للغاية. بالإضافة إلى الأس الهيدروجيني السلبي ، من الممكن أيضًا أن يكون للأس الهيدروجيني قيمة 0. ينطبق الحساب أيضًا على المحاليل القلوية ، التي يمكن أن تمتد فيها قيمة pOH خارج النطاق النموذجي.