pHおよび水平化効果について

質問

水は水平化効果を示し一定以上のpHを示さないことを学びました。
教科書などをみると水のpKaの範囲は0～14となっております。

また[H3O+]maxは[H2O]maxより大きくならないことを考えるとpHmin＝-1.74程度になると記述をみました

http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/~sschem/shimada/WWW/inorg02/l4.htm

水のpH最大値は-1.74なのに水のｐKaは最小で0というのは矛盾があるように考えるのですが、どこか私の考え方が違うのでしょうか？
教えていただけると幸いです

回答No.2

DexMachina

「pHmin＝-1.74」というのは、「レベリング(水平化効果)を無視し」、「ｐHの計算を、[H^+]ではなく、水中での実際の形に基づいて[H3O^+]で行っ」た場合の最小値、ですね。

その前提では、水中での酸の解離は

　[HA]　＋　[H2O]　←→　[H3O^+]　＋　[A^-]

となり、

　ｐH=-log[H3O^+]

と定義されます。
このとき、上の平衡式が全て右に動いた(＝全てのH2OをH3O^+に変えられるような強酸があった)としても、[H3O＾+]は最初の水のモル数を越えることはありえないですから、

　[H3O^+]の濃度が最大となるときのｐH　：　
　　　ｐHmin=-log(1リットルの水のモル数/1リットル)=-log(1000g/18g)=-1.74

になる、ということです。
(このことから、引用されているWebPageでは、1リットルの水に対して超強酸を水のモル数より多く溶かした場合は、原理的にその酸の強弱を比較できないということで、酢酸に溶かすなどして・・・という話へと話をつなげているわけです)

回答No.1

Ichitsubo

水のpKaは15.6で一定ですよ。(温度によっては変わるが)
水溶液について、pHは0から14の間で用いることが多いのは多いのですが、0も14も最小値でもなければ最大値でもありません。
教科書などの読み間違いです。