Toute solution aqueuse contient des molécules d'eau, des ions oxonium (ou ions hydronium) H3O+ et des ions hydroxyde HO–.
La concentration en ions oxonium d'une solution se note [H3O+]. Soient deux solutions de concentrations en ions oxonium différentes. On mesure le pH de chacune avec un pH-mètre :
[H3O+]1 = 10–2 mol/L : pH1= 2 ;
[H3O+]2 = 10–3 mol/L : pH2 = 3.
Plus généralement, si [H3O+] = 10–a mol/L, alors pH = a.
Or, on rappelle que log (10x) = x. On en déduit : pH = –log [H3O+] ↔ [H3O+] = 10-pH.
Par conséquent, plus [H3O+] est élevée, plus le pH est faible. Une solution est donc d'autant plus acide que la concentration en ions oxonium (hydronium [H3O+]) est élevée.
