利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示：K=H3O+×OH-————H2O由于水只有极少量被离解，因此水的质量摩尔浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。KW=K×H2O KW= [H3O+]·[OH-]=10－7·10－7=10－14mol/L(25℃)也就是说对于一升纯水在25℃时存在10－7摩尔H3O+离子和10－7摩尔OHˉ离子。在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10－7mol/L。如：假如有过量的氢离子H+，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H+游离的物质。同样，如果使OHˉ离子游离，那么溶液就是碱性的。所以，给出H+值就足以表示溶液的特性，呈酸性还是碱性，为了免于用此分子浓度负幂指数进行运算，生物学家泽伦森（Soernsen）在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为“pH值”。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值。即pH=-lg[H+]。
“pH”中的“p”来自德语Potenz，意思是浓度，H（hydrogenion）代表氢离子，用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的，但不是没有离子，即使化学纯水也有微量被离解：严格地讲，在与水分子水合作用以前，氢核不是以自由态存在。2H?O≒H?O? + OH?，由于水合氢离子（H3O+）的浓度是与氢离子（H+）浓度等同看待，上式可以简化成下述常用的形式：H?O≒H? + OH?此处正的氢离子，人们在化学中表示为“H+离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。
型号 内部液注入方式 玻璃膜种类 PH测定范围 使用温度范围 参比电极密封材质 引线材质浸没式护套代表型号
5600-5F 5600-10F 无加压 标准膜0-14pH -5℃-70℃FPM（氟橡胶）耐热PVCHC-763
5601-5F
5601-10F
0-14pH -5℃-95℃FPM（氟橡胶）硅HC-703F
5602-5F
5602-10F
0-14pH -5℃-70℃FPM（氟橡胶）耐热PVCHC-703T
5603-5F
5603-10F
0-14pH -5℃-95℃FPM（氟橡胶）硅HC-703T
5605-5F
5605-10F
耐氟酸膜2-11pH-5℃-50℃FPM（氟橡胶）耐热PVCHC-703C
5610-5F
5610-10F
加压式标准膜0-14pH-5℃-70℃FPM（氟橡胶）耐热PVCHC-753
5611-5F
5611-10F
0-14pH-5℃-95℃FPM（氟橡胶）硅HC-753F
5612-5F
5612-10F
0-14pH-5℃-70℃FPM（氟橡胶）耐热PVCHC-753T
5613-5F
5613-10F
0-14pH-5℃-95℃FPM（氟橡胶）硅HC-753T
5615-5F
5615-10F
耐氟酸膜2-11pH-5℃-50℃FPM（氟橡胶）耐热PVCHC-753C
