L'échelle de pH est généralement comprise entre 0 et 14. Un pH de 7 est considéré comme neutre, typique de l'eau pure. Des valeurs de pH inférieures à 7 indiquent des solutions acides, tandis que des valeurs supérieures à 7 indiquent des solutions basiques. Le pH est une mesure logarithmique, ce qui signifie qu'un changement de 1 unité de pH correspond à une variation de concentration des ions hydrogène (H+) de dix fois.

Le pH est calculé à partir de la concentration des ions hydrogène présents dans une solution. Il est défini par la formule : pH = -log10[H+], où [H+] est la concentration des ions hydrogène en moles par litre. Cette relation montre qu'à mesure que la concentration en ions hydrogène augmente, le pH diminue, indiquant une acidité croissante.

Dans une solution aqueuse, les ions peuvent provenir de la dissociation de composés ioniques (comme le chlorure de sodium) ou de la dissociation des acides et des bases. Les ions les plus courants sont les ions hydrogène (H+) et les ions hydroxyde (OH-). La concentration relative de ces ions détermine le pH de la solution.

Une solution est dite acide si le nombre d'ions H+ est supérieur au nombre d'ions OH-. Elle est basique si le nombre d'ions OH- est supérieur au nombre d'ions H+. Une solution est neutre lorsque les concentrations d'ions H+ et OH- sont égales. Cette balance ionique est cruciale pour de nombreux processus chimiques et biologiques.

Le pH influence le taux et l'équilibre des réactions chimiques. Par exemple, de nombreuses enzymes biologiques fonctionnent de manière optimale à un pH spécifique. Dans l'environnement, le pH affecte la solubilité des minéraux et la disponibilité des nutriments dans le sol.