Mesurador de concentració d'àcid alcalin en línia SJG-2083CS

En aigua pura, una petita part de les molècules perd un hidrogen de l'estructura de l'H2O, en un procés anomenat dissociació. L'aigua conté, doncs, un petit nombre d'ions d'hidrogen, H+, i ions hidroxil residuals, OH-.

Hi ha un equilibri entre la formació i la dissociació constants d'un petit percentatge de molècules d'aigua.

Els ions d'hidrogen (OH-) de l'aigua s'uneixen amb altres molècules d'aigua per formar ions d'hidroni, ions H3O+, que s'anomenen més comunament i simplement ions d'hidrogen. Com que aquests ions hidroxil i hidroni estan en equilibri, la solució no és ni àcida ni alcalina.

Un àcid és una substància que cedeix ions d'hidrogen a la solució, mentre que una base o àlcali és una substància que absorbeix ions d'hidrogen.

No totes les substàncies que contenen hidrogen són àcides, ja que l'hidrogen ha d'estar present en un estat que s'alliberi fàcilment, a diferència de la majoria de compostos orgànics que uneixen l'hidrogen als àtoms de carboni molt fortament. El pH, doncs, ajuda a quantificar la força d'un àcid mostrant quants ions d'hidrogen allibera en solució.

L'àcid clorhídric és un àcid fort perquè l'enllaç iònic entre els ions d'hidrogen i els de clorur és polar i es dissol fàcilment en aigua, generant molts ions d'hidrogen i fent que la solució sigui fortament àcida. És per això que té un pH molt baix. Aquest tipus de dissociació dins de l'aigua també és molt favorable pel que fa al guany energètic, i per això passa tan fàcilment.

Els àcids febles són compostos que donen hidrogen però no gaire fàcilment, com ara alguns àcids orgànics. L'àcid acètic, que es troba al vinagre, per exemple, conté molt d'hidrogen però en un grup d'àcid carboxílic, que el manté en enllaços covalents o no polars.

Com a resultat, només un dels hidrògens pot sortir de la molècula i, tot i així, no s'aconsegueix gaire estabilitat donant-lo.

Una base o àlcali accepta ions d'hidrogen i, quan s'afegeix a l'aigua, absorbeix els ions d'hidrogen formats per la dissociació de l'aigua, de manera que l'equilibri es desplaça a favor de la concentració d'ions hidroxil, fent que la solució sigui alcalina o bàsica.

Un exemple d'una base comuna és l'hidròxid de sodi, o lleixiu, que s'utilitza en la fabricació de sabó. Quan un àcid i un àlcali són presents en concentracions molars exactament iguals, els ions d'hidrogen i hidroxil reaccionen fàcilment entre si, produint una sal i aigua, en una reacció anomenada neutralització.