多くの人は、pHが酸や塩基と関係があり、水質、食品製造、水生生物や植物などのために重要であることを知っていますが、その意味を本当に理解している人は多くありません。
最も簡単に言うと、pH値は水がどのくらい酸性または塩基性であるのかを示します。 pHが7であれば中性、7より大きければ塩基性、7より小さければ酸性の溶液を示します。 pH値が7から離れるほど、強い酸性または塩基性であることを示します。 たとえば、pHが6の水は弱酸性で、pHが3の水は強酸性です。
この答えでよければ、ここで読み終えていただいて結構です。 しかし、pH の本当の意味を知りたい場合は、この先をお読みください。
では、pH の本当の意味は何でしょうか。
pHの「H」は、水素の元素記号です。 p」は言語によって異なるものを指すことがありますが、「pH」は「水素の力」という意味で最も一般的に言われています。 では、これはどういう意味かというと、
pHの記号でいう水素は、実は水素イオンで、H+と表記されます。 水素原子は、陽子（プラスの電荷を持つ）と電子（マイナスの電荷を持つ）を1個ずつ持っています。 水素イオンは、その電子を手放した水素原子のことである。
技術的な注記：水素イオンはヒドロニウムイオン（H3O+）と書かれることがあります。 酸とは、直接または間接的に水にH+を寄与する化合物である。 たとえば、塩酸（HCl）は水中で水素（H+）と塩化物（Cl-）のイオンに解離し、水の酸性に寄与するのはH+です。 H+の濃度が高いほど水は酸性である。
HCl ® H+ + Cl-
H+の濃度は水1リットルあたりのモル数で表すことができる（1モルは6.022×1023個、アボガドロ数とも呼ばれる）。 pHの値は次のようにH+の濃度を反映する：
（H+の濃度（mol/L））= 10-pH
例えば、pH 6ではH+の濃度は10-6、すなわち0.000001 mol/Lである。 pH 3 では、濃度は 10-3 または 0.001 mol/L です。
技術的注意：専門の化学者は、水素イオンの非理想的な挙動を考慮した pH の定義や、異なる濃度単位（水の kg あたり moles など）を使用した定義を若干使用しているかもしれませんが、上記の関係は多くの人にとって pH の意味を十分に説明するものとなっています。
中性溶液と塩基性溶液は？
水分子は水素イオン（H+）と水酸基イオン（OH-）の2つのイオンに分解される：
H2O = H+ + OH-
この反応は可逆なのでH+とOH-は再結合して水の分子になることができる。
たまたまpH7では、H+とOH-の濃度が等しくなるのです。 これがpH7が中性pHといわれる所以です。 pH7以下では、H+の濃度がOH-の濃度より高くなり、水は酸性になります。 pH7以上では、OH-の濃度がH+の濃度より高くなり、水は塩基性になる。
高いpHでは、H+の濃度は非常に小さくなる。 例えば、pH11では、H+の濃度は10-11または0.00000000001 mol/Lである。 しかし、OH-の濃度はそれに応じて高くなる。 OH-の濃度は次のように表すことができる：
（OH-の濃度（mol/L））= 10pH-14
pH11では、OH-の濃度は1011-14（10-3）または0.001 mol/Lで、これはpH3におけるH+の濃度と同じである。
pHスケール：水素の力
pHスケールは対数スケールで、1pH単位の差はH+の濃度の10のべき乗の差を表します。 例えば、pH5ではpH6の10倍、pH7では100倍、pH8では1000倍のH+の濃度になり、各pH単位はH+濃度の10のべき乗の差を表すので、pH値は「水素の力」を表すことになります。 実際、pH は H+ 濃度の負の対数として定義されることが多い：
pH = -log10
OH- にも同じ一般的なパターンが当てはまります。 pH8でのOH-濃度はpH7に比べて10倍、pH6に比べて100倍といった具合である。
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pH |
H+濃度, mol/L |
OH- 濃度, mol/L |
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1×10-14 |
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1×10-を満たす。13 |
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1×10-12 |
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1×10-11 |
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1×10-10 |
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1×10-9 |
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1×10-8 |
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1×10-7 |
1×10-7 |
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1×10-8 |
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1×10-9 |
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1×10-10 |
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1×10-11 |
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1×10-12 |
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1×10-13 |
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1×10-14 |
よく誤解されるのが、pHスケールは0から始まって14で終わると言うことである。 実際には、負の pH 値や14より大きい pH 値もあり得ます。 たとえば、実験室や産業界で一般的な濃縮酸は、負の pH 値を持ちます。 環境でも、極端な場合には-3.6という低いpH値が観測されています。