Negativer PH-Wert?
Hallo zusammen,
in einem halbwissenschaftlich moderierten Fernsehbericht wurde von einem "negativen PH-Wert von -1 bis -2,5" (minus) berichtet. Nach meiner unvollkommenen Schulbildung gibt es PH-Werte im Bereich von 0 bis 14 (positiv). Das der PH-Wert der "negative dekatische Logarithmus ..." ist, ist mir klar.
Also: Wie kann ein PH-Wert selbst negativ sein? Oder Blödsinn?
Gruß Dietmar Bakel
6 Antworten
Hi Dietmar,
egal was populärwissenschaftlch so alles verbreitet wird, ist der negative pH erst mal richtig.
Richtig erkannt ist der pH der negative Logarithmus der H+-Ionen-Konzentration. Bei pH Null ist das also ein Mol H+ pro Liter. Wenn du aber 2, 3 oder 10 Mol HCl pro Liter Wasser löst, ist die H+-Konzentration (im letzten Fall) 10 Mol pro Liter, der negative dekadische Logarithmus also -1.
Also bevor ich's vergesse, erst mal höchste Anerkennung für deine Frage, sowas liest man selten. Und natürlich, sonst hättest du nicht gefragt, übernehmen Ausnahmen die Regie. So kann bei 10molarer Salzsäure die Wassermenge pro Liter nicht mehr als konstant betrachtet werden. Und generell ist bei konzentrierten Lösungen die Aktivität entscheidend, die immer geringer als die Konzentration ist, wegen Wechselwirkungen.
Und jenseits von pH -2 oder 16 begibst du dich ins Abenteuerland, weil das "Lösungsmittel" in die Minderheit gerät. Will nicht sagen, dass deine Beispiele Unsinn sind.
Und ob da nun der erwähnte -31 die Grenze ist, wer weiß es? Es gibt jedenfalls Säuren, die sogar Methan protonieren. Die Skala jedenfalls wird irgendwie extrapoliert. Wenn du's besser kannst, aufzeigen ;-)
Gruß, Zoelomat
"Protonieren" ist ein alter Hut. Gurgel mal danach! Mit "Protonierung" zusammen ergeben sich 90.00 Treffer, und das auch nur wegen der Anglisierung, sonst wären es Millionen. Hab's nachgeprüft!
Aber "D. Bakel" für eine gute Frage und eine sehr willkommene Würdigung der Antworten wirft bei mir http://de.wiktionary.org/wiki/instantan das Homorzentrum und den Zweifelskern an.
Egal, macht jedenfalls Spaßß. Zoelomat
Warum Zweifelskern, wegen "D.Bakel"? Letztlich egal - Spaß und Kurzweil, wenn´s geht mit Manier und Höflichkeit.
Protonieren ist mir noch nicht unter gekommen, genauso wie "instantan". Ich sollte mehr lesen.
Gruß Dietmar Bakel
Bist du so dumm, oder gibt's da auch was von Ratiopharm? Tut mir leid, ich antworte gern, und es bereitet mir Freude, Wissen zu verbreiten, aber eine gewisse Gegenleistung nehme ich mir, wenn sie nicht freiwillig kommt.
D. Bakel kann man auch als http://de.wikipedia.org/wiki/Debakel auffassen/lesen. Und wenn du den Humor nicht erkennst, such dir eine seriöse Seite. Mehr Fachwissen wirst du dort wohl kaum finden, denn Denken ist immer auch Querdenkenken, und freie Assoziation. Das macht den Menschen aus.
Womit ich Dir jetzt auf die Füße getreten, blicke ich wirklich nicht. Ich brauche keine "seriöse" Seite, fühl mich ganz wohl hier.
Gruß
Stimmt weitgehend.
Allerdings sind pH-Werte von -2 nur möglich, wenn die Aktivitätskoeffizienten größer als 1 sind. Was bei diversen Säuren auch tatsächlich der Fall ist (bis über 3).
Bis auf den letzten Absatz stimme ich Dir zu. Wie an anderer Stelle erklärt, ist ein pH-Wert von -2 denkbar, nicht aber von -31.
Der Stoff mit den gegenwärtig höchsten Säurecharakter besitzt einen pH-Wert von -31. Diese zerstört alles, was sich in seinen Weg stellt.
Dann gibt es wiederum eine Säure mit etwa -18 pH-Wert. Diese zerstört aber nicht den Stoff, den es vor sich hat, sondern "friert" ihn nur ein. Dabei wird die Lösung mit Protonen überschwemmt und die Reaktionen, die innerhalb dieser Lösungen ablaufen, werden extrem verlangsam. Da chemische Reaktionen sehr schnell verlaufen, ist dies z.B. eine gängige Methode, chemische Reaktionen zu untersuchen. Manche chemische Reaktionen laufen einfach in jeglicher Hinsicht zu schnell ab und dabei hilft z.B. diese Säure.
Eine Säure muss daher nicht zwangsmäßig immer einen zerstörenden Charakter besitzen.
Man sagt auch, der pH-Wert wird um 1 gesunken, soweit die Konzentration an H+ Ionen sich verzehnfacht hat bzw. umgekehrt. Es gibt damit theoretisch keine Schranken, sei es im basischen oder saurem Milleu.
Gängige Säuren und Basen sind aber im pH-Spektrum zwischen 1 und 14. Die meisten, die von diesen Spektrum abweichen sind ziemlich moderne "Konstruktionen". Auf natürlichem Wege trifft man diese sogut wie nie an. Stichwort: Supersäuren.
Danke Dir,
sehr ausführliche und interessante Antwort. Habe ich noch nie von gehört, ist aber auch nicht meine Profession.
Gruß
Der Stoff mit den gegenwärtig höchsten Säurecharakter besitzt einen pH-Wert von -31.
Das ist nicht der pH-Wert, sondern der pKs-Wert.
Der pH-Wert ist schlicht eine Konzentrationsangabe und hat daher seine natürlichen Grenzen.
Sowas gibt es wirklich, das heißt „Supersäure“ (IIRC). Dazu löst man irgendetwas Lews-acides (SbF₅) in HF als Lösungsmittel auf und kriegt Lösungen mit abartig niedrigem „pH-Wert“, da kriegt also alles ein Proton draufgeknallt, was nicht bei Drei aus der Suppe draußen ist.
Eine „Supersäure“ ist nicht eine Säure mit besonders niedrigem pK-Wert, sondern eine Lösung, die exrem stark protoniert. Das heißt, die Protonen-Aktivität ist abartig hoch.
Das ist jetzt aber wirklich nur aus dem Gedächtnis von „irgendwo mal gelesen“, das habe ich im Studium nie anständig gelernt. Caveat emptor.
FK1954 hat Recht.
Rechne doch einfach mal die zu einem Wert pH=-31 gehörige Konzentration an H3O+ aus.
Dass ist das, was mich auch an der Definition des pH-Wertes irritiert hat. Aber ich habe mir auch zutragen lassen, das ab einen bestimmten pH-Wert die Konzentration an H3O+ nicht mehr ansteigen kann, aber wohl seine Ionenaktivität, die dann maßgebend für den Säurecharakter sein soll.
Der PH Wert bezieht sich auf wässrige Lösungen. Er kann niedriger als 0 sein. -1 würde bedeuten, dass sich 10 Mol H+ Ionen in einem Liter Lösung befinden. Mit Chlorwasserstoff oder Schwefelsäure ist das nicht zu erreichen. Begibt man sich in diese Gefilde, verlässt man die gängige Chemie. Natürlich ist es möglich, H+ Ionen sogar in reiner Form, etwa als Protonenstrahl, darzustellen, nur dann fehlt das Wasser. Bestimmt wird die Chemie in diesen Bereichen interessant, aber auch recht unübersichtlich. Mit speziellen Effekten ist zu rechnen.
Hast du auch mal wieder Masse statt Klasse beizusteuern?
Eine 10molare H+-Konzentration ist leicht zu erreichen, egal ob mit Salz- oder Schwefelsäure.
Und wenn du statt Durchblick den Protonenstrahl zückst, frage ich mich, was einen RatgeberHelden ausmacht. Zu denen, die ich zu meinem Freundeskreis zähle, obwohl keiner offiziell einer ist, zählt kein "RatgeberHeld". Und die Groß-/Kleinschreibung habe nicht ich erfunden, sonder die Copy/Paste-Funktion, angewendet auf deinen "Titel".
Da du mir schon öfters als Dampfplauderer unangenehm aufgefallen bist, und ich dies auch gelegentlich mal angesprochen habe, sei dir gesagt, dass nicht die Summe der Antworten zählt (was vielleicht kaum jemandem auffällt, denn Antworten kann man genau so wenig addieren wie Obst), noch die Anzahl, sondern die Qualität. Und die gilt bei dir wesentlich weniger als die Quantität.
Also back dir ein Ei auf der Restwärme der abgenutzen Antworten. Guten Appetit, Zoelomat
Ich schreibe auch mal was dazu.
Leider wird hier gelegentlich der pH-Wert und der pKs-Wert gleich gesetzt.
Der pH-Wert ist aber eine Konzentration und hat damit seine Grenzen.
Der pKs-Wert ist das Verhältnis der Konzentrationen von Säure, Anion und "Protonen" und kann im Prinzip jeden Wert annehmen.
Bei hochkonzentrierten Säuren und Basen muss man zur Berechnung des pH-Wertes (der NUR für wässrige Lösungen gilt) statt der Konzentration die Aktivität einsetzen. Die ist erstaunlicherweise bei einigen Stoffen deutlich HÖHER als die Konzentration. Daher ist eine konzentrierte Salzsäure saurer, als es der berechneten Konzentration der "Protonen" entspricht. Der Aktivitätskoeffizient für 5molare HCl ist 2,38. Sie verhält sich daher, als sei sie 11,9molar; der effektive pH-Wert ist also kleiner als -1.
Danke auch Dir,
für Deinen Beitrag und die Differenzierung. Ich gehe heute etwas schlauer ins Bett.
Gruß
Welchen pH-Wert hat eine zweimolare Salzsäure? Eine Einmolare hat ja bekanntlich Null, dann muß die zweimolare wohl kleiner sein.
Tatsächlich bricht die Definition des pH-Wertes über die Hydronium-Ionen bei konzentrierten Säuren langsam zusammen, aber man darf ohne weiteres von einem „negativen pH“ reden. Im Hinterkopf behalten, daß dabei die üblichen Definitionen nicht mehr so recht zutreffen.Du hast dann ja keinen großen H₂O-überschuß mehr, und die Wechselwirkung von HCl mit sich selbst muß irgendwie eingerechnet werden.
Noch schlimmer wird es, wenn Du nichtwäßrige Lösungsmittel verwendet. HCl-Gas gelöst in wasserfreier Essigsäure hat was für einen pH-Wert? Oder konzentrierte Schwefelsäure? Das Aciditätsmaß muß dann ganz vorsichtig neu definiert werden (protonisierte Essigsäure bzw. Schwefelsäure spielt dann die Rolle des Hydronium-Ions), aber es geht natürlich. Sogenannte „Supersäuren“ sind Lösungen mit „verallgemeinerten pH-Werten“ von, ich weiß nicht, –20 oder so.
Danke Dir,
sehr gut und einleuchtend erklärt. "protonieren" ist für mich das Verb der Woche.
Gruß