Axit và Bazơ
Axit Phản ứng axit-bazơ Độ mạnh của axit Hàm axit Lưỡng tính Bazơ Dung dịch đệm Hằng số phân ly Hóa học cân bằng Chiết Hàm axit Hammett pH Ái lực proton Tự ion hóa của nước Chuẩn độ Xúc tác axit Lewis
Các dạng axit
Brønsted-Lowry Lewis Acceptor Vô cơ Hữu cơ Mạnh Siêu axit Yếu Rắn
Các dạng bazơ
Brønsted-Lowry Lewis Donor Hữu cơ Mạnh Siêu bazơ Phi nucleophil Yếu
x t s

Mặc dù pH không có đơn vị đo, nhưng nó không phải là thang đo ngẫu nhiên; số đo sinh ra từ định nghĩa dựa trên độ hoạt động của các ion hiđrô trong dung dịch.

Công thức để tính pH là:

pH = − log 10 ⁡ [ H + ] {\displaystyle {\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{H}}^{+}\right]}

[H+] biểu thị hoạt độ của các ion H+ (hay chính xác hơn là [H3O+], tức các ion hiđrônium), được đo theo mol trên lít (còn gọi là phân tử gam). Trong các dung dịch loãng (như nước sông hay từ vòi nước) thì hoạt độ xấp xỉ bằng nồng độ của ion H+.

Log10 biểu thị lôgarit cơ số 10, và pH vì thế được định nghĩa là thang đo lôgarít của tính axít. Ví dụ, dung dịch có pH=8,2 sẽ có độ hoạt động [H+] (nồng độ) là 10−8.2 mol/L, hay khoảng 6,31 × 10−9 mol/L; một dung dịch có hoạt độ của [H+] là 4,5 × 10−4 mol/L sẽ có giá trị pH là −log10(4,5 × 10−4), hay khoảng 3,35.

Trong dung dịch nước ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP), giá trị pH bằng 7 chỉ ra tính trung hòa (tức nước tinh khiết) do nước phân ly một cách tự nhiên thành các ion H+ và OH− với nồng độ tương đương 1×10−7 mol/L. Một giá trị pH thấp hơn (ví dụ pH = 3) chỉ ra rằng độ axít đã tăng lên, và một giá trị pH cao hơn (ví dụ pH = 11) chỉ ra rằng độ kiềm đã tăng lên.

pH trung hòa không chính xác bằng 7; nó chỉ ngầm ý là nồng độ các ion H+ là chính xác bằng 1×10−7 mol/L. Tuy nhiên, các giá trị là đủ gần để pH trung hòa là 7,00 tới ba chữ số đáng kể nhất, nó là đủ gần để người ta coi nó chính xác bằng 7. Trong các dung dịch không chứa nước hay ở các điều kiện không tiêu chuẩn, thì giá trị pH trung hòa thậm chí có thể không gần với 7. Thay vì thế, nó liên quan với hằng số điện ly cho dung môi cụ thể đang được sử dụng. (Lưu ý rằng nước tinh khiết, khi tiếp xúc với khí quyển, sẽ hấp thụ một phần cacbon điôxít, một số trong các phân tử CO2 này sẽ phản ứng với nước để tạo ra axít cacbonic, axit cacbonic tiếp tục phân li tạo ra H+, vì thế làm giảm pH xuống còn khoảng 5,7.)

Phần lớn các chất có pH nằm trong khoảng từ 0 đến 14, mặc dù các chất cực axít hay cực kiềm có thể có pH < 0 hay pH kk("> 14.