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Explicación:
2 H2O ⇄ H3O(+) + OH(-)
El valor medido a 25 ºC para la constante de ionización del H2O, Kw, es
Kw = [H3O(+)] · [OH(-)] = 10^(-14)
La concentración del agua, que debería aparecer en el denominador, es constante, ya que el número de moles por litro de agua prácticamente no varía aunque se ionice porque esta disociación ionica es muy débil, y está incluida en el valor de Kw.
Como se ve en la reacción ajustada, en el agua pura por cada mol de H3O(+) se forma 1 mol de OH(-), luego sus concentraciones son iguales.
[H3O(+)] = [OH(-)] = 10^(-7) mol/L
Si al agua se le añade un ácido, como este se ioniza dando iones H3O(+), la concentración de H3O(+) será mayor que 10^(-7), por lo que la concentración de OH(-) será entonces menor que 10^(-7).
La escala de pH fue introducida por Sorensen, para disoluciones diluidas, y va de 0 a 14, definiéndose así:
pH = -log [H3O(+)]
En el agua pura
pH = -log 10^(-7) = 7
y en disoluciones ácidas, pH < 7; en disoluciones básicas, pH > 7.
Al logaritmo cambiado de signo de la concentración de OH, por analogía, se le llama pOH, de manera que en el agua pura, también
pOH = -log [OH(-)] = 7
Por tanto
pH + pOH = 14
Si el pH sube (disoluciones básicas), el pOH baja, y al revés.