传统的化学对酸、碱的认识是一个从表象到本质的过程。1923年提出的酸碱质子理论认为：凡是能释放出质子（H^＋）的任何物质都是酸；凡是能接受质子的物质都是碱。酸与碱的关系可用下式表示为

酸质子+碱

上述的关系式又称为酸碱半反应式，酸碱半反应两边的酸碱物质称为共轭酸碱对。一种酸释放一个质子后形成其共轭碱，或者说一种碱结合一个质子后而形成其共轭酸。由此可见，酸和碱相互依存，又可以互相转化。若酸给出质子的倾向愈强，则其共轭碱接受质子的倾向愈弱；若碱接受质子的倾向愈强，则其共轭酸给出质子的倾向愈弱。

（一）酸度

酸度是指水中所含能与强碱发生中和作用的物质的总量。这类物质包括无机酸、有机酸、强酸弱碱盐等。自然水体由于溶入了大气中的二氧化碳而有一定的酸度，而机械、选矿、电镀、农药、印染、化工等行业排放的废水都呈酸性，酸雨面积的扩大也使自然水体的酸度增大，破坏了水生生物和农作物的正常生活及生长条件，造成鱼类死亡，作物受害。所以，酸度是衡量水体水质的一项重要指标。

测定酸度的方法有酸碱指示剂滴定法和电位滴定法以及酸度计法。

1.酸碱指示剂滴定法

用标准氢氧化钠溶液滴定水样至一定pH值，根据其所消耗的量计算酸度。随所用指示剂不同，通常分为两种酸度：一是用酚酞作指示剂（其变色pH为8.3）测得的酸度称为总酸度（酚酞酸度），包括强酸和弱酸；二是用甲基橙作指示剂（变色pH约3.7）测得的酸度称强酸酸度或甲基橙酸度。单位以CaCO₃mg/L表示。

2.电位滴定法

以pH玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，与被测水样组成原电池并接入pH计，用氢氧化钠标准溶液滴定至pH计指示3.7和8.3，据其相应消耗的氢氧化钠溶液量分别计算两种酸度。

本方法适用于各种水体酸度的测定，不受水样有色、浑浊的限制。测定时应注意温度、搅拌状态、响应时间等因素的影响。取50ml水样，可测定10-1000mg/L（以CaCO₃计）范围内的酸度。

（二）碱度

水的碱度是指水中所含能与强酸发生中和作用的物质总量，包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。

天然水中的碱度主要是由重碳酸盐、碳酸盐和氢氧化物引起的，其中重碳酸盐是水中碱度的主要形式。引起碱度的污染源主要是造纸、印染、化工、电镀等行业排放的废水及洗涤剂、化肥和农药在使用过程中的流失。

测定水中碱度的方法和测定酸度一样，有酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。前者是用酸碱指示剂指示滴定终点，后者是用pH计指示滴定终点。

水样用标准酸溶液滴定至酚酞指示剂由红色变为无色（pH8.3）时，所测得的碱度称为酚酞碱度，此时OH^-已被中和，CO₃^2-被中和为HCO₃^-；当继续滴定至甲基橙指示剂由桔黄色变为桔红色时（pH约4.4），所测得的碱度称为甲基橙碱度，此时水中的HCO₃^-也已被中和完，即全部致碱物质都已被强酸中和完，故又称其为总碱度。

设水样以酚酞为指示剂滴定消耗强酸量为P，继续以甲基橙为指示剂滴定消耗强酸量为M，二者之和为T（见图3-26），则测定水的总碱度时，可能出现的5种情况见表3-19。

表3-19碱度的存在形态与滴定结果的关系

图3-26水中碱度组成示意图

根据使用两种指示剂滴定所消耗的酸量，可分别计算出水中的各种碱度和总碱度，其单位常用mg/L。也可用以CaCO₃或CaO计的mg/L表示。