pH=0よりも強い酸のpHはいくら？

pHは０～１４の間の数値ですが、
pH=0よりも強い酸のpHは一体いくらになるのでしょうか。

例えば、1mol/lの塩酸は水素イオン濃度も1mol/l(=10の0乗)なので、
pH=0ですよね？

では、それよりも濃い2mol/lや3mol/lの塩酸のpHはいくらになるのですか？

No.5 ベストアンサー 回答者： htms42 回答日時： 2010/01/02 12:15

＃２に

＞Ｈ２Ｏ水溶液の最低ｐＨ値は「ｐＨ＝－１．７４」となります。
と書かれています。

計算を見ると
水１Ｌの中にＨ２Ｏは５５．６ｍｏｌあるので
［Ｈ＋］は５５．６ｍｏｌ／Ｌ
－ｌｏｇ(５５．６)＝－１．７４
であるとされています。
水は５５．６ｍｏｌ／Ｌありますが［Ｈ＋］はそんなにありません。
ＨＡ　＋　Ｈ２Ｏ　→　Ｈ３Ｏ＋　＋　Ａ－
であることが考慮されていません。
酸の働きで［Ｈ＋］が生じるのです。水だけであればｐＨ＝７です。

上の式から考えると［Ｈ＋］が最大になるのは［ＨＡ］＝［Ｈ２Ｏ］の時です。
仮りにＨＡ５５．６ｍｏｌの体積が１Ｌであり、混合によって体積変化が起こらないとすれば、混合溶液の中でのＨ＋の濃度は２７．８ｍｏｌ／Ｌです。
ほとんどの酸の密度は１よりも大きいです。混合による体積変化も生じます。この数字よりも小さくなります。
８４％で硫酸（密度は１．７６４g/cm3）の濃度は１５．ｍｏｌ／Ｌでこの時ほぼ水の濃度と等しくなります。［Ｈ＋］の最大値はこの付近にある事になります。－ｌｏｇ１５＝－１．１７　です。
市販の濃塩酸は３７％、１２ｍｏｌ／Ｌですから［Ｈ＋］はもっと小さいです。
メーターのレンジが－２～２０であるということに引きづられたものだろう思います。そのメータは何を測っているものなんでしょうね。

この回答へのお礼

うーん、何度も読み返したのですが
私の脳では完全に理解できませんでした。
もっと勉強しないとな、と思います。
大変ありがとうございました。

お礼日時：2010/01/02 22:43

No.4 回答者： htms42 回答日時： 2010/01/02 10:30

ｐＨというのは難しいです。

（私にもあまりよく理解できていません。）

塩酸は水溶液中で完全に電離していると考えていいようですから
１ｍｏｌ／Ｌの塩酸であれば［Ｈ＋］＝１ｍｏｌ／Ｌ
１０ｍｏｌ／Ｌの塩酸であれば［Ｈ＋］＝１０ｍｏｌ／Ｌです。
この値を
ｐＨ＝－ｌｏｇ［Ｈ＋］
の式に入れれば
ｐＨ＝０，ｐＨ＝－１が出てきます。

でもこのｐＨがメーターで計れるか、またはメーターで計って出てきた値がどういう意味を持つかは別の問題です。溶液の酸性の強さを表している量であるとしていいのかも別の問題です。

ｐＨの測定は電気的に行っています。
起電力は化学ポテンシャルと結び付けられています。
その式の中に出てくるのは「濃度」ではなくて「活量」という量です。
「活量」は荒っぽく言えば「有効濃度」です。濃度が薄ければ活量は濃度に一致します。濃いとずれてきます。
理化学辞典の「塩酸」の項に「電離度は１ｍｏｌ／Ｌで７９％，０．１ｍｏｌ／Ｌで９３％である」という文章があります。「電離度」という表現は誤っていると思いますが活量係数（活量と濃度の比）の値を表していると考えれば妥当だろうと思います。１ｍｏｌ／ＬだけＨ＋があったとしても０．８ｍｏｌ／Ｌあるような働きしかしていないという意味になります。
ガラス電極を使っているメーターではｐＨが１～１３の間でしか信頼性がないという説明もあります。
普通のメーターには０～１４の目盛りしかないというのは上のような理由があるそうです。
（亜鉛を塩酸に溶かすような場合には２～３ｍｏｌ／Ｌのものを使います。ある程度の反応の速さが要求されるからです。でもｐＨの測定が行われる中和滴定では０．１ｍｏｌ／Ｌ程度のものが使われています。）

http://ja.wikipedia.org/wiki/PH

もっと濃い酸・塩基や超酸と言われているものに対してはｐＨという量ではなくて酸度関数という量を用いるそうです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%BA%A6% …

この中に引用されていたＵＲＬも参考になります。
http://homepage3.nifty.com/tsuyu/column/pH0ika.h …

この回答へのお礼

化学って本当に奥深いですよね。
たくさん勉強しようと思います。
ありがとうございました。

お礼日時：2010/01/02 22:40

No.3 回答者： Ichitsubo 回答日時： 2010/01/02 09:27

pHが示すものは、酸の強さではありません。

あくまで「水溶液の酸性の強さ」、「水溶液中のH+濃度」です。

そして水溶液の酸性の強さを表すpHについて、
>pHは０～１４の間の数値ですが、
これは全くの誤解でしかありません。
どこでこんな間違った情報を聞いたのでしょうか。
たしかに０～１４の間で用いることが多い指標ですが、
「水酸化ナトリウムを加え、pH>14にする」などときどき見かけます。

この回答へのお礼

pHは０～１４の間の数字だと学校で習いました。
誤解だったとは驚きました。
ありがとうございました。

お礼日時：2010/01/02 22:39

No.2 回答者： x530 回答日時： 2010/01/01 23:19

そういえば、会社のｐＨ計のレンジは－２～２０まで。

。。

Ｈ２Ｏ　１ｍｏｌは１８ｇですから、、、
１０００÷１８＝５５．５６
－ｌｏｇ（５５．５６）＝－１．７４

安定状態に保てるかどうかは、分かりませんが、Ｈ２Ｏ水溶液の最低ｐＨ値は「ｐＨ－１．７４」となります。
自然界で存在するかどうかは分かりませんが、何らかの形で、超強酸状態を保つことが可能ならば、１よりも小さくなるハズです。

この回答へのお礼

-2~20までのpH計があるんですね。
pH試験紙しか使用したことがなかったので初めて知りました。
ありがとうございました。

お礼日時：2010/01/02 22:37

No.1 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2010/01/01 23:12

負になります。

以前にも質問が
濃度が２mol/lの塩酸で、酸が全て電離しているとしたら [H+]＝２mol/l ですよね。 ... - Yahoo!知恵袋 ( http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question … )

この回答へのお礼

pHにも負があるんですね。
とてもすっきりしました。
ありがとうございました。

お礼日時：2010/01/02 22:35