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酢酸CH3COOHの場合、CH3の基の部分のイオンにはならず、酢酸でイオンになるのはCOOHの部分に含まれる水素Hのみであるので、酢酸の価数は1価である。
塩化水素と酢酸は、酸の強さが異なるが、ともに1価の酸である。このことから分かるように、価数と、酸・塩基の強弱とは、別の概念である。
塩基では、化学式中に含まれる水酸化物イオンOH-の数を塩基の価数という。または塩基1化学式が受け取ることができるH+イオンの数ともいえる。例として、水酸化ナトリウムNaOHは1価の塩基である。水酸化カルシウムCa(OH)2は2価の塩基である。
アンモニアは水溶液中では
のように電離して、アンモニア1分子につき OH- 1個を生じるため、アンモニアは1価の塩基に分類される。
酸や塩基において、価数が2価や3価など、価数が2以上の場合を「多価」という。
塩酸と酢酸は、ともに1価の酸であるが、同じモル濃度のこれらの酸に亜鉛を加えると、塩酸のほうが酢酸より激しく水素を発生する。この反応は、イオン反応式
で表されれるが、H+イオンの濃度は、塩酸のほうが非常に大きいためである。
水に溶けて陽イオンと陰イオンを生じる物質を「電解質」(でんかいしつ、electrolyte)という。電解質の水溶液で溶けている電解質全体の物質量に対して、そのうち電離している電解質の物質量の割合を電離度(でんりど、degree of ionization)という。
例として、塩化水素の電離度は、ほぼ1である。
酢酸の電離度は、その濃度や温度によっても変わるが、酢酸の電離度は、だいたい0.01くらいであり、このように、かなり電離度が小さい。
このように、その酸・塩基の強さが、電離度の大小から、だいたいは酸・塩基の強弱が分かる。
電離度αを式であらわせば、
電離度α= (電離した電解質の物質量)/(溶解した電解質の物質量)
である。電離度αの値は 0<α≦1 である。
電離度は温度や濃度によって変わる。一般に、濃度が小さいほど電離度が大きくなる。また、温度が高いほど、電離度が大きくなる。
塩化水素や水酸化ナトリウムは、濃度が大きいときでも、電離度が1に近い。
このように、電離度が1に近い酸や塩基を、それぞれ強酸(きょうさん)あるいは強塩基(きょうえんき)という。
いっぽう、酢酸やアンモニアなどのように、溶質のほとんどが電離していない酸または塩基を、それぞれ弱酸または弱塩基という。
酸・塩基の価数は、酸・塩基の強弱には関係しない。
酸の強さの定量化は、電離度を用いて定量化ができる。塩酸HClや硫酸HNO3などは電離度が、塩酸の電離度は約0.9、硝酸の電離度は約0.9、などと電離度が1に近く、このように電離度の大きい酸を強酸(きょうさん、strong acid)という。
いっぽう、酢酸CH3COOHの電離度は0.01程度と非常に小さく、このように電離度の小さい酸を弱酸(じゃくさん、weak acid)という。
まとめると、
塩基の強さについても、電離度を用いて定量化される。水酸化ナトリウムNaOHの電離度は約0.9であり、水酸化カリウムKOHの電離度は約0.9である。これら水酸化ナトリウムのように、電離度の大きい塩基を強塩基(strong base)という。アンモニアは電離度の観点からは、アンモニアの電離度が約0.01と低い。アンモニアのように電離度が低い塩基を弱塩基(weak base)という。
なお、強酸や強塩基のように電離度の高い電解質のことを「強電解質」という。
また、弱酸や弱塩基のように電離度の低い電解質のことを「弱電解質」という。
純水は、わずかであるが電離をしていて、水素イオン H+ と水酸化物イオン OH- を生じている。
このとき、水素イオン濃度 [H+] と水酸化物イオン濃度 [OH-] は等しく、25°Cでは濃度はいずれも 1.0×10-7 mol/l となっている。
つまり、
が25°Cでの純水のイオン濃度の状態である。
酸性の溶液では、 [H+] のほうが多くなり、
である(温度は25°Cとした)。
塩基性の溶液では、[OH- のほうが多くなり、
である(温度は25°Cとした)。
水溶液の酸性は、水素イオン濃度[H+]が大きいほど強くなり、塩基性は水酸化物イオン濃度[OH-]が大きいほど強くなる。
[H+]の値は広い範囲で変化するため、扱いにくい。そこで、[H+]が1×10-nのときのnの値で表すのだが、このnを、その水溶液の pH という。pHの読みは「ピーエイチ」またはドイツ語読みで「ペーハー」と読む。日本語訳ではpHのことを「水素イオン指数」(hydrogen ion exponent)ともいう場合もあるが、日本でも実用的にはpHで表す場合が多い。
たとえばレモンは、おおよそpH=2からpH=3である。
胃液のうち、胃酸はだいたいpH=2である。
胃液には炭酸水素ナトリウム(重曹)、胃酸があるが、胃酸には塩酸が含まれている。
胃酸は通常、胃内部の食物に触れる事なく胃小窩へ落ち込み、排泄されることとなる。
(胃の主な分泌液は炭酸水素ナトリウムである。炭酸水素ナトリウムを造る時に発生する副産物が胃酸である)
雨水はじつは弱酸性であり、雨水はpH=6くらいである。
牛乳は、pH=7である、血液はpH=7である。
人の静脈血は、pH=7.365
同じく動脈血は、pH=7.4
また、血液量の4倍量あるとされる間質液、および小腸は、pH8.3~8.4である。
間質液により血液pHの維持が可能となる。
小腸内のpH環境を保つために胃内壁から炭酸水素ナトリウムが生成・分泌されている。
いっぽう、セッケン水はpH=9からpH=10である。
雨水が酸性の理由は、おもに、空気中の二酸化炭素CO2によるものである。このほか、石炭や石油などの排煙にふくまれる窒素や硫黄などにより、一酸化窒素NOや二酸化窒素NO2、硫黄酸化物SO2が発生するのだが、これらが雨水の酸性の原因になっている。
pHの値がpH=7ならば中性である。
pHの値は塩基性になるほどpHが高くなる。pHが7より高いpH>7の状態では塩基性である。pHがとりうる最大値は理論上では14である。pH=14のときは、 [H+]=10-14 である。
pHの値は酸性になるほどpHが低くなる。pHが7より低いpH<7の状態では酸性である。pHがとりうる最大値は理論上では0である。pH=0のときは、 [H+]=100=1 である。
なお、水酸化イオン[OH-]の対数をとったものをpOHという。(「ピー オーエイチ」と読む)
特別な理由がないかぎり、あまり[OH-]で酸性/塩基性のていどを表すことはせず、普通の場合はpHで酸性/塩基性のていどを表す。
pHとpOHについて、イオン積により、次の公式が成り立つ。
あるいは
水の電離のさい、[H+]と[OH-]の積の値は、温度一定なら、積 [H+][OH-] も一定値となる。この値を水のイオン積(ion product of water)といい、Kwで表す。イオン積Kwは以下の関係にある。
25°Cでは

=
1.0
×
10
−
14


{\displaystyle =1.0\times 10^{-14}}
(mol/l)2である。