為您準備的出版物：“確實存在負pH”，K。F. Lim， J。化學 2006 ， 83 ，1465。完整地引用摘要：

在科普書籍，教科書，修訂指南和參考書中，一直存在關於pH介於0到14之間的誤解。

本文文字提供了一些反例：

例如，市售的濃HCl溶液（按質量計37％）的飽和度為\\ mathrm {pH} \約-1.1 $。 NaOH溶液具有$ \ mathrm {pH} \約15.0 $。

從理論上講當然有可能。解決$ \ ce {pH < 0} $：

$ \ ce {-log [H +] < 0 \\ log [H +] > 0 \\\ [H +] > 1} $

因此，正如您所說，氫離子濃度超過1的溶液在理論上應為負\ ce {pH} $。就是說，在那些極端的濃度下，$ \ ce {pH} $標尺的效用和準確性由於各種原因而降低。

按慣例被歸類為“強”的甚至沒有分解出100 ％。實際上，它們的離解本質上也是一個平衡過程，儘管這只有在濃度過高時才變得明顯。隨著溶液變得越來越濃，任何其他的酸都無法被完全溶解，化學平衡開始逐漸促進離解。因此，隨著溶液變得越來越飽和，解離的程度開始趨於平穩，氫離子濃度接近一些實際的上限。此外，通過摩爾濃度測量的作為熱力學活性的代表的\ ce {pH} $在濃度的極端情況上固有地不准確。其他現象，例如以濃度依賴的方式通過自電離形成獨特的化學物種，使事情進一步複雜化（例如，在濃硫酸中生成$ \ ce {H3SO4 +} $，在濃硫酸中生成$ \ ce {H2F +} $

對於高濃度的強酸溶液，存在$ \ ce {pH} $的替代方案/擴展名，其功能超出$ \ ce {pH} $的限制（請參見，例如 Hammett酸度函數）。

對於實際上是否已經實驗製備或觀察到負\ ce {pH} $的溶液，答案是肯定的。這是一篇文章的鏈接，該文章描述了酸性礦泉水中$ \ ce {pH} $的測量值，該數字為$ -3.6 $。

任何濃度大於1 mol / L的強酸溶液均具有負pH值。考慮一下任何常用的濃縮強酸溶液，例如3M $ \ ce {HCl} $，6M $ \ ce {HNO3} $。負pH實際上很常見。

這很有可能。

假設您將3摩爾$ \ ce {HCl} $放入1摩爾水中。$ \ ce {HCl} $是一種強酸，會完全分解成$ \ ce {H +} $，然後$ \ ce {Cl-} $離子為：

$$ \ ce {HCl -> H + + Cl-} $$

，所以在完全解離後，$ [\ ce { H +}] = 3〜\ mathrm {mol / L} $（忽略水本身的微小貢獻）

根據定義，$$ \ mathrm {pH} =-\ log [\ ce {H + }] $$

因此，$ \ mathrm {pH} =-\ log 3 = -0.48 $

因此，很有可能得到其中$ \ ce {[H +]} $為1摩爾或更高，因此其pH值為負。

可能有$ \ mathrm {pH} <0 $，而您無需創建任何物質。取一種強無機酸的濃縮溶液（即一種解離常數大於1000的硫酸），然後就可以了。

我將不討論技術問題，因為上面已經進行了充分的討論，但是記錄最高的$ \ mathrm {pH} $是含氟安定酸的$ \ mathrm {pH} \ {-25} $，所以是可能的。

對於從$ 1〜\ mathrm {M} $到$ \ mathrm {10} ^ {-14} \，\ mathrm {M} $的濃度值，pH值參考值為0至14。這個範圍使我們在實驗室中的正常計算很容易得出。要注意的是，該標尺是在室溫下。如果升高溫度，則極限會改變。例如，純水的pH值為$ 100時，\ mathrm {^ \ circ C} $為$ 6.14 $，而不是$ 7 $。因此，我們可以看到刻度隨著溫度而變化。

$ \ mathrm {pH} $ span>本質上是一個約定。它定義為 $$-\ log_ {10} [\ ce {H +}] $$ span>，因為通常使用的溶液濃度在區間 $$ [10 ^ {-14} \ \ mathrm {mol / L}，1 \ \ mathrm {mol / L}] $ span>，因此 $ \ mathrm {pH} $ span>位於 $$ [0,14] $$ span>中，但是沒有什麼約束水溶液具有 $ \ mathrm {pH} $ span>不在此間隔內。唯一的約束是： $$ [\ ce {H +}] \ lt [\ ce {H2O}] _ \ text {liquid} $$ span>和 $$ [\ ce {OH-}] \ lt [\ ce {H2O}] _ \ text {liquid} $$ span>第一個極限情況是當您假設所有水都變成 $ \ ce {H +} $ span>，這不太正確，因為必須有一些水變成了 $ \ ce {OH-} $ span>，以便 $$ K_ \ mathrm w = [\ ce {H +}] [\ ce {OH-}] $$ span >但 $$ [\ ce {H2O}] _ \ text {liquid} = \ frac {1 \ \ mathrm {mol}}} {18 \ \ mathrm g} \ frac {1000 \ \ mathrm g} {1 \ \ mathrm L} = 55.6 \ \ mathrm {mol / L} $$ span>然後我們有 $$ [\ ce {H +} ] \ lt55.6 \ \ mathrm {mol / L} $$ span>最後一種情況暗示 $$ [\ ce {OH-}] \ lt [\ ce {H2O }] _ \ text {liquid} $$ span>的意思是（考慮 $ K_ \ mathrm w = 10 ^ {-14} $ span>） $$ [\ ce {H +}] \ gt \ frac {10 ^ {-14 }} {55.6} \ \ mathrm {mol / L} $$ span>然後 $$ \ frac {10 ^ {-14}} {55.6} \ \ mathrm {mol / L} \ lt [\ ce {H +}] \ lt55.6 \ \ mathrm {mol / L} $$ span> $$-\ log_ {10}（55.6 ）\ lt- \ log_ {10} [\ ce {H +}] \ lt- \ log_ {10} \ left（\ frac {10 ^ {-14}} {55.6} \ right）$$ span> $$-1.74 \ lt \ mathrm {pH} \ lt15.74 $$ span>