化学离不开溶液，溶液有酸碱之分。检验溶液酸碱度的“尺子”是“广泛pH试纸”，这是一种现成的试纸，使用时，撕下一条，放在表面皿中，用一支干燥的玻璃棒蘸取一滴待测溶液，或用胶头滴管吸取溶液滴在试纸中部，再根据试纸的颜色变化与标准比色卡比对就可以知道溶液的酸碱性度，十分方便。pH试纸分为精密试纸和广泛试纸。精密pH试纸的比色卡和广泛试纸的比色卡不同。广泛pH试纸的比色卡是隔一个pH值一个颜色，精密pH试纸按测量精度上可分0.5级、0.3级、0.2级或更高精度。

pH试纸的雏形——石蕊试纸是波义耳在一次偶然的机会中发现的：

在一次紧张的实验中，放在实验室内的紫罗兰，被溅上了浓盐酸，爱花的波义耳急忙把冒烟的紫罗兰用水冲洗了一下，然后插在花瓶中。过了一会波义耳发现深紫色的紫罗兰变成了红色的。这一奇怪的现象促使他进行了许多花木与酸碱相互作用的实验。由此他发现了大部分花草受酸或碱作用都能改变颜色，其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最明显，它遇酸变成红色，遇碱变成蓝色。利用这一特点，波义耳用石蕊浸液把纸浸透，然后烤干，这就制成了实验中常用的酸碱试纸——石蕊试纸。

pH试纸上有甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝这三种指示剂。甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝和酚酞一样，在不同pH值的溶液中均会按一定规律变色。甲基红的变色范围是pH4.4（红）～6.2（黄），溴甲酚绿的变色范围是pH3.6（黄）～5.4（绿），百里酚蓝的变色范围是pH6.7（绿）～7.5（蓝）。用定量甲基红加定量溴甲酚绿加定量百里酚蓝的混合指示剂浸渍中性白色试纸，晾干后制得的pH试纸可用于测定溶液的pH值便不难理解了。

什么是pH？pH=-lg[H+]，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，只有在与水分子水合作用以前，氢核不是以自由态存在。

注意：pH不应写成PH或ph，这是一个容易出错的地方。

pH试纸的应用是非常广范的，pH的反应原理是基于pH指示剂法，一般的pH分析试纸中含有甲基红[pH4.2(红)~6.2(黄)]，溴甲酚绿[pH3.6（黄）~5.4（绿）]溴百里香酚蓝[6.0(黄色)～7.6(蓝色)]，这些混合的酸碱指示剂适量配合可以反映pH4.5~9.0的变异范围。

以酚酞在不同酸碱条件下变色规律为例说明PH试纸的变色原理：

把酚酞滴入浓H2SO4，呈现橙色，不论振荡多长时间，其颜色都不变。若把该橙色液配入大量水中，得无色液。酚酞滴入稀NaOH溶液呈紫红色，将酚酞滴入浓NaOH溶液（浓度大于2mol/l），开始时浓NaOH溶液表面酚酞滴入处会出现一些紫红色、略加振荡紫红色立即消失。其实，这是酚酞在不同的酸碱条件下，因其结构的改变而呈现4种相应的变色情况。

H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ

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：

H2O=H+ + OHˉ

此处正的氢离子人们在化学中表示为“ 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”。

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：

由于水只有极少量被离解，因此水的克分子浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。

KW=K×H2O KW = H3O+·OH+=10ˉ7·10ˉ7=10ˉ14mol/l(25℃)

也就是说，对于一升纯水在25℃时存在10ˉ7摩尔氢离子和10ˉ7摩尔OHˉ离子。

在显中性溶液中，氢离子 和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10ˉ7mol/l。

如：

假如有过量的氢离子 ，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子游离的物质。同样，如果氢离子 并使OHˉ离子游离，那么溶液就是碱性的。所以，给出 值就足以表示溶液的特性，呈酸性碱性，为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算，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。

因此，pH值是离子浓度以10为底的对数的负数：

酸性 < 中性 < 碱性