Der pH-Wert beschreibt, wie sauer oder wie basisch eine Flüssigkeit ist. Die Skala reicht normalerweise von 0 bis 14. Werte unter 7 gelten als sauer, ein pH-Wert von 7 ist neutral und Werte über 7 gelten als basisch.

Doch diese Zahl entsteht nicht einfach zufällig. Sie hängt direkt mit der Konzentration eines bestimmten Ions zusammen, dem sogenannten Hydronium-Ion mit der Formel H₃O⁺.

Um das zu verstehen, muss man sich Wasser etwas genauer anschauen. Wasser besteht aus Molekülen mit der Formel H₂O. Ein Wassermolekül enthält also zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom.

In flüssigem Wasser passiert jedoch ständig eine kleine chemische Reaktion zwischen den Wassermolekülen. Zwei Wassermoleküle können miteinander reagieren. Dabei gibt eines der Moleküle ein Proton ab, das vom anderen aufgenommen wird. So entstehen zwei neue Teilchen: ein Hydronium-Ion (H₃O⁺) und ein Hydroxid-Ion (OH⁻).

Die Reaktion kann so dargestellt werden:

2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻

Das bedeutet, dass selbst vollkommen reines Wasser immer eine kleine Menge geladener Teilchen enthält. Diese Ionen entstehen und verschwinden ständig wieder.

Der pH-Wert hängt nun davon ab, wie viele Hydronium-Ionen im Wasser vorhanden sind. Wenn viele dieser Ionen vorhanden sind, ist die Lösung sauer. Wenn nur sehr wenige vorhanden sind, ist die Lösung basisch.

In neutralem Wasser sind die Konzentrationen von Hydronium-Ionen und Hydroxid-Ionen genau gleich groß. Unter normalen Bedingungen entspricht das einem pH-Wert von 7.

Der pH-Wert ist also letztlich ein Maß dafür, wie viele dieser speziellen Ionen im Wasser vorhanden sind.