Il prodotto ionico dell’acqua stabilisce che il prodotto della [H+] per la [OH–] deve rimanere costante, pari a 10-14. Se si aggiunge all’acqua una sostanza che fa aumentare la [H+] (ad esempio un acido), la [OH– ] diminuisce, in misura tale da mantenere il prodotto [H+ ] ⋅ [OH– ] = costante. Accade esattamente il contrario , se si aggiunge all’acqua una sostanza (ad esempio una base) che fa aumentare la [OH– ]. Il prodotto ionico dell’acqua ci dice anche che nell’acqua “pura” (neutra) la [H+ ] è uguale alla [OH–]. Poiché il prodotto di queste due concentrazioni è 10-14, risulterà che
[H+] = [OH–] = 10-7
Quando la [H+] è maggiore di 10-7, si parla di soluzione acida; quando la [H+] è minore di 10-7, si parla di soluzione basica.
Per motivi di praticità, ovvero per evitare di esprimersi in termini di numeri estremamente piccoli o di potenze di 10, Sorenson nel 1909 propose l’uso di una scala logaritmica per definire la [H+], ovvero
Quello che in realtà propose Sorenson fu di usare a questo scopo l’esponente della potenza negativa di 10 che esprime la [H+] e definì questo esponente con la notazione Ph (esponente degli ioni idrogeno).
Analogamente, si può definire il pOH come:
pOH = -log [OH–]
E, applicando le regole dei logaritmi all’equazione del prodotto ionico dell’acqua, si ha che
Da cui, noto il pH, si può calcolare il pOH, e viceversa
In base a quanto abbiamo detto, risulta che quando in una soluzione la [H+ ] è > 10-7, il pH è < 7, e la soluzione si dice acida; quando invece la [H+] è < 10-7, il pH è > 7, e la soluzione si dice; basica, o, secondo una vecchia terminologia, alcalina.