O kwasach i zasadach: Wyobraźmy sobie, że mamy litr destylowanej wody. Z punktu widzenia chemicznego składa się ona z ogromnej liczby cząsteczek o dobrze znanym wzorze H2O, który można napisać nieco odmiennie — HOH. Tak napisany wzór przypomina nam nieco wzór innego i równie dobrze znanego związku, a ściślej całej grupy związków zwanych zasadami, których charakterystyczną cechą jest posiadanie ugrupowania OH. Zasady należą do elektrolitów i w roztworach wodnych podlegają dysocjacji, tj. rozpadowi na dwa lub więcej jonów. Woda i pod tym względem przypomina zasady, gdyż część jej cząsteczek występuje w postaci jonów. Z każdej dysocjującej cząsteczki wody powstaje jon H+, mający ładunek dodatni, oraz jon OH-, mający ładunek ujemny. Oba ładunki zobojętniają się wzajemnie. W wyniku dysocjacji wody powstają liczbowo równe ilości jonów H+ i OH-, ale ich masy wyrażone w gramach są zupełnie różne. Wyliczenia fizyków i chemików wykazały, że w 1 litrze wody znajduje się 0,000 000 1 g jonów H+ i 0,000 001 7 g jonów OH-. Te różne wagowo ilości jonów zawierają te same, a więc równoważące się ilości ładunków. Aby uniknąć trudności przy porównywaniu ze sobą różnych jonów, postanowiono zamiast jednostkami masy posługiwać się równoważnikami lub ściślej gramorównoważnikami. Za gramorównoważnik danego jonu przyjęto taką liczbę gramów tego jonu, która zobojętnia lub też może zastąpić w innym związku i 1 g jonów H+. Ponieważ jak powiedzieliśmy poprzednio, jony H+ powstałe w wodzie zobojętniają bez reszty jony OH-, oznacza to, że oba rodzaje jonów występują w ilościach równoważnikowych. Jak to łatwo wyliczyć, ilości te dla obu jonów wynoszą 0,000 000 1 Eq (w 1 litrze wody) co krócej można wyrazić pisząc 10-7 Eq (skrótem Eq oznaczyliśmy równoważnik). Wykazano, że w wodzie, a także w wodnym roztworze jakiegokolwiek elektrolitu, iloczyn jonów H+ i OH- jest wartością stałą i wynosi 10-14 Eq, z czego wynika, że znając liczbę jednego z jonów łatwo można określić liczbę drugiego. Wykazano też, że im więcej jest jonów H+, tym roztwór ma odczyn bardziej kwaśny i oczywiście im więcej jonów OH-, tym odczyn bardziej zasadowy. Co więcej, ustalono, że w roztworze o maksymalnej kwasocie liczba jonów H+ nie może być większa niż 10° Eq, czyli 1 Eq, i wtedy praktycznie brak jest całkowicie jonów OH-. Substancje, które w roztworze wodnym zwiększając wskutek swojej dysocjacji liczbę jonów H+ zakwaszają roztwór, należą do związków zwanych kwasami. Nie każdy jednak kwas powoduje jednakowy wzrost jonów H+ i dlatego zależnie od liczby wytworzonych jonów, a zatem od stopnia zakwaszania roztworu, mówimy o kwasach silnych i słabych. Jeżeli w 1 litrze wody rozpuścimy 1 gramocząsteczkę kwasu solnego, który prawie w 100% podlega dysocjacji zgodnie z reakcją: HC1 -> H+ + Clio w 1 litrze rotworu znajdzie się prawie 1 g jonów H+, czyli 1 Eq. Jeżeli natomiast weźmiemy gramocząsteczkę kwasu węglowego, w którym zaledwie 0,17% cząsteczek ulega dysocjacji, to w 1 litrze takiego roztworu znajdzie się zaledwie 1,7 mg jonów H+, czyli 600 razy mniej niż w przypadku kwasu solnego. Możemy więc powiedzieć, że kwas węglowy jest 600 razy słabszym kwasem niż kwas solny. Podobnie jak w przypadku kwasów jedne z zasad, jak np. ług sodowy NaOH, dysocjują niemal w 100% co w roztworze 1-molarnym daje 17 g OH", czyli 1 Eq, inne zaś, np. ług amonowy NH4OH, dysocjują tylko w 0,4%, co daje znacznie mniejszą ilość jonów OH. Możemy więc mówić podobnie jak w przypadku kwasów o zasadach silnych i słabych. Nie wdając się w szczegóły powiemy, że aby uniknąć posługiwania się ujemnymi potęgami liczby 10, co byłoby konieczne przy wyrażaniu stężenia jonów H+ lub OH- w równoważnikach, uczony szwedzki Soe-rensen wprowadził pojęcie pH, tj. ujemnego logarytmu ze stężenia jonów H+. Poniższa tabelka przedstawia zależność między wartościami pH a stężeniem jonów H+, wyrażonym w równoważnikach. Należy pamiętać, że termin pH mówi zawsze o stężeniu jonów H+, ale wiedząc, że iloczyn H+ OH- jest wartością stałą, łatwo można na podstawie pH zorientować się w stężeniu jonów OH-. W praktyce posługując się terminem pH należy zapamiętać, że im jego wartość mniejsza, tym większe stężenie jonów H+, a zatem większa kwasota danego rotworu. pH mniejsze od 7 oznacza, że w roztworze w przewadze znajdują się jony H+, pH zaś większe od 7 mówi, że w przewadze znajdują się jony OH~. Gdy pH wynosi 7, oba jony znajdują się w tej samej ilości, a roztwór ma odczyn obojętny.