Чистая вода - химически нейтральное соединение в равной степени как с кислотными, так и щелочными свойствами. Она очень слабо диссоциирует на катионы водорода Н+ и анионы ОН- по схеме Н2О ↔ Н+ + ОН-.
При диссоциации воды образуются равные количества водородных ионов и ионов гидроксила, поэтому реакция чистой воды - нейтральная. При температуре 18 °С константа диссоциации воды К = 10в-14,14. В химически чистой воде ионы водорода и гидроксила присутствуют в равных количествах (Н+ = ОН- = 10в-7,07), поэтому вполне достаточно определить концентрацию одного из них. На практике определяют концентрацию водородных ионов в интервале от 1 до 10в-14 мг-экв/л, что соответствует величине рН от 0 до 14; рН 7 соответствует нейтральному состоянию раствора; меньшее ее значение - кислотному, а более высокое - щелочному.
Природные воды сильно различаются по концентрации водородных ионов. Активная реакция воды зависит от ее химического состава и концентрации растворенных в ней веществ. В большинстве случаев рН природной воды зависит от соотношения в ней различных форм углекислоты. Существенное влияние на рН могут оказать также и другие факторы, определяющие интенсивность биологических процессов в водоеме. В отдельных случаях на рН в природных водах влияет диссоциация присутствующих в воде органических кислот.
Большинство пресных водоемов имеет рН в пределах от 6,5 до 8,5. Летом при интенсивном фотосинтезе наблюдается повышение рН до 9 и выше. Зимой при накоплении углекислоты под льдом наблюдаются более низкие значения рН. Существенные изменения рН могут наблюдаться и в течение суток.
Концентрация водородных ионов оказывает большое влияние на биологические процессы в водоемах, на развитие водной флоры и фауны. Как растительные, так и животные организмы могут существовать в воде при определенном рН. Гидробионты по отношению к рН подразделяются па стеноионных, обитающих в водах с незначительным колебанием рН, и эврионных, выдерживающих резкие изменения этого фактора. Например, моллюски с известковой раковиной не выдерживают рН меньше 7,0. Молодые рачки Gammarus pulex погибают в воде с рН 6-6,2 через 1,5-2 сут. В то же время личинки комара Chironomus plumosus способны выдерживать колебания рН от 2 до 12.