Der pH-Wert beeinflusst z.B. das Löslichkeitsverhalten von chemischen Stoffen, so fallen Schwermetalle in wässriger, alkalischer Lösung als schwerlösliche Schwermetallhydroxide aus. Aber nicht nur für chemische Elemente hat der pH-Wert eine Bedeutung, sondern auch für den menschlichen Körper. Aus diesem Grund ist die Berechnung des pH-Wertes von enormen Interesse.
Die allgemeine Formel zur Berechnung des pH-Wertes ist: pH = – log c(H3O+) , in Worten: der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Protonenkonzentration. Nun stellt sich aber noch die Frage nach der Berechnung der Protonenkonzentration. Dazu teilt man die Säuren in starke und schwache Säuren ein.
Starke Säuren sind in Wasser fast praktisch vollständig protolysiert, d.h. die Protonenkonzentration entspricht der Ausgangskonzentration der Säure. Somit kann der pH-Wert für starke Säuren ganz einfach berechnet werden, da die Anfangskonzentration der Säure gleich der gebildeten Protonenkonzentration ist.
[H3O+] = c(Säure)
Der pH-Wert ist dann entsprechend dem negativen dekadischen Logarithmus der Protonenkonzentration.
Schwache Säuren sind nicht vollständig protolysiert. Die Berechnung der Protonenkonzentration erfolgt aus dem Massenwirkungsgesetz und der Vereinfachung, dass im Gleichgewicht gleich viele Anionen der Säure und Protonen vorhanden sind (Herleitung: siehe Kapitel Säure-Base, Anorganische Chemie). Die zugehörige Formel:
