¿Es posible alcanzar un valor de pH alto (por ejemplo, 16) en una solución acuosa?

Para Aditya Chandramouli

Tu ejemplo sobre el agua,

La formación de iones de hidrógeno (iones de hidroxonio) e iones de hidróxido a partir del agua es un proceso endotérmico.

H2O (l) ⇌H + (aq) + OH− (aq)

Usando el Principio de Le Chatelier, si realiza un cambio en las condiciones de una reacción en equilibrio dinámico, la posición de equilibrio se mueve para contrarrestar el cambio que ha realizado. Por lo tanto, si aumenta la temperatura del agua, el equilibrio se moverá para bajar la temperatura nuevamente. Lo hará absorbiendo el calor extra. Eso significa que se favorecerá la reacción directa y se formarán más iones de hidrógeno e iones de hidróxido. El efecto de esto es aumentar el valor de Kw a medida que aumenta la temperatura.
.
T (° C) Kw (mol2 dm-6) pH
0 0.114 x 10-14 7.47
10 0.293 x 10-14 7.27
20 0,681 x 10-14 7,08
25 1.008 x 10-14 7.00
30 1.471 x 10-14 6.92
40 2.916 x 10-14 6.77
50 5,476 x 10-14 6,63
100 51,3 x 10-14 6,14

entonces, T = 12.867ln (Kw) + 440.91 …… ecuación (1)
Usando esta ecuación,
Para pH = 16, pKw = 32

pKw = – log [Kw] = 32
entonces, Kw = 10 ^ (- 32)

De la ecuación (1), sustituyendo Kw como 10 ^ (- 32),

T = -507 ° C, <=== realmente no es posible.

Sí, el pH disminuye a medida que baja la temperatura, pero supongo que la tasa de disminución del pH se vuelve mínima (corríjame si me equivoco).

Nota: esta puede no ser la explicación correcta, ya que la ecuación utilizada no se utiliza para una amplia gama de datos y no puede ser confiable a temperaturas más bajas

Definitivamente es posible alcanzar valores de pH más altos, aunque 16 es difícil. El pH es el logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrógeno. Como sabemos que pH + pOH = 14, para lograr un pH de 16, necesitamos un valor de pOH de -2. Necesitaríamos disolver un compuesto en agua de manera que haya 100 moles de iones de hidróxido en cada litro. Esta es una tarea bastante difícil, porque no muchas cosas son tan básicas y altamente solubles en agua.

Sin embargo, si quisieras un pH de -1, teóricamente podrías usar un ácido muy fuerte y agregarlo a la solución en una concentración suficiente, pero la mayoría de los superácidos en ese punto son tan reactivos que reaccionarán con agua y casi cualquier cosa .

En resumen, es posible pero difícil de lograr prácticamente.

Bueno, sí, es posible alcanzar el valor de pH 16 en solución acuosa, pero mi explicación será muy diferente de las otras respuestas escritas.

No puedo garantizar que mi método sea correcto, porque no he encontrado ninguna otra fuente que diga lo mismo. Me enteré de esto por uno de mis profesores de química.

Entonces,
Sabemos que para el agua,
[H +] = [OH-] = 10 ^ -7
y
[H +] * [OH-] = 10 ^ -14
y por eso, cuando tomo un logaritmo negativo en ambos lados, obtenemos
pH + pOH = 14
pero esto es cierto solo a temperatura y presión estándar.

Entonces, ¿qué pasaría si aumentara la temperatura?
Entonces, la disociación del agua debería aumentar, entonces, para algunas temperaturas T> 298K

[H +] = [OH-] = 10 ^ -4 (por ejemplo)
y
[H +] * [OH-] = 10 ^ -8
Y tenemos
pH + pOH = 8
Entonces, ahora el pH del agua es 4, y la escala de pH es de 0-8

Entonces, de manera similar si disminuimos la temperatura, la disociación del agua disminuirá, y podemos lograr esto.

[H +] = [OH-] = 10 ^ -8
y
[H +] * [OH-] = 10 ^ -16

pH + pOH = 16

Por lo tanto, un pH 14 a una presión de temperatura estándar debe ser un pH 16 a una temperatura más baja (misma presión).

Wiki dice (pH)

El agua tiene un pH de pKw / 2, por lo que el pH del agua pura es de aproximadamente 7 a 25 ° C; Este valor varía con la temperatura.

Entonces, no creo que me equivoque.

Eso creo.
La escala de pH 0-14 se aplica generalmente a soluciones con concentraciones de menos de 1 Molar.

Si tuviera que disolver una muestra súper concentrada de NaOH, entonces podría (Esto es solo una simple conjetura) alcanzar un pH superior a 16.