在标准温度（25℃）和压力下[H+]·[OH-]=Kw，其中KW称作水的离子积常数，简称水的离子积；[H+]和[OH-]是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度。KW只随温度变化而变化，是温度常数。如25℃，[H+]=[OH-]=1×10-⁷mol/L，Kw=1×10-14。
当溶液表现为酸性时
当溶液表现为碱性时
对pH求导
当[H+]浓度为0.1mol/L时，pH为1，单位[H+]变化引起的pH变化增益为-4.34。
当[H+]浓度为0.01mol/L时，pH为2，单位[H+]变化引起的pH变化增益为-43.43。
当[H+]浓度为0.001mol/L时，pH为3，单位[H+]变化引起的pH变化增益为-434.29。
当[H+]浓度为0.0001mol/L时，pH为4，单位[H+]变化引起的pH变化增益为-4342.94。
从增益计算可以发现pH与[H+]由于对数模型关系，两者有非常强的非线性，越接近7增益越大。
在增益特别大的位置（pH在3~11）时，仅仅依靠手动或者人工调整设定值维持pH是非常困难的。要对pH进行控制也是非常困难的。
用0.1mol/L的NaOH溶液，滴定20ml0.1mol/L的HCL溶液，随NaOH加入量的增大，pH逐步增加，而且增加的非线性非常明显。图如下。从图中可以看出在小于3.3或者大于10.7的情况下，pH变化相对平缓。在3.3到10.7之间时NaOH的微小变化都会导致pH的剧烈变化。
图 88‑1中和PH曲线
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