حالت های محلول از نظر اسید و باز و نواحی pH مربوطه

در یک حلال آمفی پروتیک، بدون اضافه کردن اسید یا باز، که آن را حالت خنثی در نظر می گیریم، گونه اسید قوی حلال و گونه باز قوی حلال به مقدار برابر از خودیونش حلال نتیجه می شوند و با توجه به اینکه رابطه ثابت تعادل مربوط به واکنش اتوپروتولیز حلال (همان برابر بودن حاصلضرب غلظت های گونه اسید قوی حلال و گونه باز قوی حلال با ثابت اتوپروتولیز حلال) همواره برقرار است، نتیجه می شود که غلظت های گونه اسید قوی حلال و گونه باز قوی حلال با هم برابر و مساوی جذر ثابت اتوپروتولیز حلال است که pH برابر نصف منفی لگاریتم در مبنای ده ثابت اتوپروتولیز حلال نتیجه می دهد. در مورد حلال آب در دمای 25 درجه سانتیگراد، این به معنای غلظت های یون هیدروژن و یون هیدروکسید برابر ده به توان منفی هفت مولار و pH برابر 7 است.

در صورتیکه به محلول اسید اضافه کنیم، در اثر تفکیک اسید، گونه اسید قوی حلال تولید خواهد شد و غلظت گونه اسید قوی حلال افزایش خواهد یافت. بعلت افزایش غلظت گونه اسید قوی حلال، بنابر اصل لوشاتلیه گونه باز قوی حلال تولیدی در واکنش اتوپروتولیز حلال کاهش خواهد یافت. بنابراین در محلول حاوی اسید یا محلول اسیدی، غلظت گونه اسید قوی حلال بزرگتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال و غلظت گونه باز قوی حلال کوچکتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال است که pH کوچکتر از نصف منفی لگاریتم در مبنای ده ثابت اتوپروتولیز حلال نتیجه می دهد. در مورد حلال آب در دمای 25 درجه سانتیگراد، این به معنای غلظت یون هیدروژن بزرگتر از ده به توان منفی هفت مولار و غلظت یون هیدروکسید کوچکتر از ده به توان منفی هفت مولار و pH کوچکتر از 7 است.

در صورتیکه به محلول باز اضافه کنیم، در اثر تفکیک باز، گونه باز قوی حلال تولید خواهد شد و غلظت گونه باز قوی حلال افزایش خواهد یافت. بعلت افزایش غلظت گونه باز قوی حلال، بنابر اصل لوشاتلیه گونه اسید قوی حلال تولیدی در واکنش اتوپروتولیز حلال کاهش خواهد یافت. بنابراین در محلول حاوی باز یا محلول بازی، غلظت گونه باز قوی حلال بزرگتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال و غلظت گونه اسید قوی حلال کوچکتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال است که pH بزرگتر از نصف منفی لگاریتم در مبنای ده ثابت اتوپروتولیز حلال نتیجه می دهد. در مورد حلال آب در دمای 25 درجه سانتیگراد، این به معنای غلظت یون هیدروژن کوچکتر از ده به توان منفی هفت مولار و غلظت یون هیدروکسید بزرگتر از ده به توان منفی هفت مولار و pH بزرگتر از 7 است.

بنابراین برای یک محلول، سه حالت خنثی، اسیدی یا بازی را می توان در نظر گرفت که در حالت خنثی، غلظت های گونه اسید قوی حلال و گونه باز قوی حلال با هم برابر و مساوی جذر ثابت اتوپروتولیز حلال و pH برابر نصف منفی لگاریتم در مبنای ده ثابت اتوپروتولیز حلال است، در حالت اسیدی، غلظت گونه اسید قوی حلال بزرگتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال و غلظت گونه باز قوی حلال کوچکتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال و pH کوچکتر از نصف منفی لگاریتم در مبنای ده ثابت اتوپروتولیز حلال است و در حالت بازی، غلظت گونه باز قوی حلال بزرگتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال و غلظت گونه اسید قوی حلال کوچکتر از جذر ثابت اتوپروتولیز حلال و pH بزرگتر از نصف منفی لگاریتم در مبنای ده ثابت اتوپروتولیز حلال است. بنابراین مقایسه pH محلول با نصف منفی لگاریتم در مبنای ده ثابت اتوپروتولیز حلال، مشخص كننده اسيدي و بازي بودن محلول هست. دقت داشته باشید که حالت خنثی هم در حالت حلال خالص ( مثلا آب خالص) یا حلال بدون اسید و باز و هم در حالت حلال بهمراه اسید و باز کاملا خنثی کننده همدیگر می تواند پیش آید.

با توجه به بحث یاد شده در مورد حلال آب در دمای 25 درجه سانتیگراد، سه حالت خنثی، اسیدی یا بازی را می توان در نظر گرفت که در حالت خنثی، غلظت های یون هیدروژن و یون هیدروکسید برابر ده به توان منفی هفت مولار و pH برابر 7 است، در حالت اسیدی، غلظت یون هیدروژن بزرگتر از ده به توان منفی هفت مولار و غلظت یون هیدروکسید کوچکتر از ده به توان منفی هفت مولار و pH کوچکتر از 7 است و در حالت بازی، غلظت یون هیدروژن کوچکتر از ده به توان منفی هفت مولار و غلظت یون هیدروکسید بزرگتر از ده به توان منفی هفت مولار و pH بزرگتر از 7 است.