Post by MurmurSe preparo una soluzione 10M di HCl, non ottengo una soluzione con pH -1 ?
Ma non era compreso tra 0 e 14 per definizione?
purtroppo la risposta è no ad entrambe le domande.
Partiamo dalla seconda : cosa rappresenta per te il pH, o
meglio, quale grandezza reale della soluzione ?
La risposta semplice ed in genere utile è il cologaritmo
della concentrazione molare di H(+).
Purtroppo questa non sarebbe la definizione rigorosa, ma
solo un'approssimazione, ragionevolmente buona per 2<pH<12,
abbastanza stirata per 1<pH<2 e 12<pH<13, praticamente solo
didattica oltre. PEr oltre non intendo sino a zero, ma anche
a valori negativi (e oltre 14).
Allora cos'è realmente questa grandezza ? Il cologaritmo
dell'ATTIVITA' dello ione H(+). L'attività è proporzionale
al prodotto della concentrazione molare per un fattore
moltiplicativo, adimensionale, chiamato "gamma" o
coefficiente di attività. Se le soluzioni sono
ragionevolmente diluite, gamma si avvicina abbastanza
all'unità, ragion per cui la definizione rigorosa del pH e
quella usata più spesso vengono a coincidere.
Quando le soluzioni non sono diluite, i gamma variano.
Tendenzialmente scendono, in modo sensibile, perché gli ioni
non sono più distanti ma interagiscono per via
elettrostatica, si schermano reciprocamente.
Tuttavia a concentrazioni molto alte alterano la forza
ionica, e persino la costante dielettrica della soluzione,
per cui i gamma tornano a risalire a volte, e possono
persino (se non ricordo male, questo dovrei controllarlo)
superare l'unità. Altre volte si creano specie dimere,
trimere, polimere, a diversa forza acida.
Cmq sia il pH rimane misurabile, con sistemi un po'
adattati, anche a valori parecchio minori di zero o maggiori
di 14.
E' chiaro che non esisterà in acqua un pH di -3 (perché
corrisponderebbe, anche considerate le bizze dei gamma, ad
una soluzione la cui concentrazione avrebbe come ordine di
grandezza spannometrico le migliaia molari, il che è
irrealistico se l'acqua pura è 55 molare). Mi pare che si
riescano a ottenere valori intorno a -1 o anche -1,5 (e su
sino a 15 o 15,5 (in soluzioni tipo HCl fumante al 40%, o
KOH satura, in cui c'è più soluto che acqua)
Non c'è una formula semplice per prevedere i "gamma", anche
se quella approssimata di Debye-Huckel si riesce ancora a
usare con la calcolatrice (non so dire quanto buona sia, ma
certo è meglio di niente). E' noioso doversi calcolare la
forza ionica, se la mistura contiene molti elettroliti diversi.
ciao
Soviet