Roztwory np. wodne elektrolitów posiadają charakterystyczny (o określonej wartości) odczyn. Własność tą wyraża się przy pomocy skali pH, która jest ściśle związana z występowaniem kationów wodorowych. Jeśli H+ przeważają nad innymi jonami, mówimy wówczas o środowisku kwaśnym, gdy występują jony wodorotlenowe OH- o zasadowym, a jeżeli ich liczba jest taka sama - o odczynie obojętnym.

pH określa się biorąc pod uwagę iloczyn jonowy wody:

[H+]*[OH-] = 10-14 mol/dm3

[H+] = [OH-] = 10-7 mol/dm3

Zatem czysta woda (destylowana, a nie taka z kranu!) ma obojętny odczyn.

pH - ujemny logarytm określający stężenie kationów wodorowych (wykładnik potęgi stężenia karionów wodorowych ze znakiem przeciwnym).

Stężenie [M]

10-1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

10-10

10-11

10-12

10-13

10-14

pH

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

odczyn

kwaśny

obojętny

zasadowy (alkaliczny)

pH wód

Wody, które pochodzą z naturalnych źródeł mają środowisko kwaśne albo zasadowe w zakresie pH 3 - 10.

W przypadku wód w obrębie torfowisk wysokich oraz przejściowych zakres pH znacznie obniża się osiągając wartość mniejsza niż 4. Dla wód torfowisk niskich pH waha się 4,5 - 6,5.

Odwrotna sytuacja jest dla wód, których pochodzenie jest rzeczne oraz maja kontakt z podłożem wapiennym.

W takim przypadku odczyn ich jest mocno alkaliczny (8,5).

Nie tylko pochodzenie ma znaczenie dla odczynu wody, ale również jej skład, czyli związki chemiczne znajdujące się w cieczy. Największe znaczenie ma obecność CaCO3 (węglanu wapnia), a także działalność organizmów. Zmiana wartości pH może następować w granicach 2 - 3 jednostek dobowo. W zbiornikach rozległych te wahania są znacznie większe, aniżeli w małych.

Wpływ na organizmy żywe

Dla organizmów żywych radykalne zmiany wartości pH są bardzo niekorzystne. Uogólniając można zauważyć, iż rośliny i zwierzęta najlepiej tolerują pH w zakresie od 6,5 do 8,5. Jednak nie jest to regułą. Niektóre gatunki roślinne czy to zwierzęce są bardzo odporne na wysokie albo niskie pH. Duży zakres (od 2 aż do 10) wytrzymują larwy Chironomidae (ochotkowatych), wrotki i niektóre skorupiaki. Ryby również należą do organizmów wytrzymałych pod tym względem. Lin i karp mogą przeżyć w warunkach pH od 5 do 10,8; pstrągi: tęczowy oraz potokowy 4,5 do 9,2; a szczupak 4,8 do 10,7.

U organizmów dennych zauważono, że są one odporne na zmiany pH w zakresie kwaśnym, natomiast nie tolerują wahań w środowisku alkalicznym. Tłumaczy się to faktem odczynu, który występuje w mule (pH mniejsze niż 7). Jak wynika z badań, zakres tolerancji na określone warunki zależy od wielu. Młody Gammarus pulex (kiełż zdrojowy) znosi zakres pH od 6,0 do 6,2 w ciągu 36 do 48 godzin, podczas gdy dorosłe osobniki znoszą takie wahania przez 110 godzin. Tempo zachodzenia procesów w organizmach żywych ściśle zależy od zmian pH. U Daphnia pulex (wioślarka) zmiana środowiska zwiększa nawet 3-krotnie przebieg oddychania czy filtracji.