その理由は次のとおりです。
* CO2は水に溶けて炭酸(H2CO3)を形成します:
CO2(G) + H2O(L)⇌H2CO3(AQ)
* 炭酸酸は弱酸です: 水で部分的にイオン化し、水素イオン(H+)と重炭酸塩イオン(HCO3-)を放出します。
H2CO3(aq)⇌H +(aq) + hco3-(aq)
* CO2濃度が高いほど、より多くの炭酸酸が形成され、より多くの水素イオンが放出されます: これにより、pHが低い(より酸性)になります 。
したがって、CO2とH2OのpH値は単一の数値ではなく、溶解したCO2の量に依存する範囲です。
たとえば、
* 純粋な水(CO2なし)のpHは7(中性)です。
* 大気からあるCO2を吸収する雨水は、通常5.6前後のpHを持っています。
* かなりの量のCO2を吸収する海水は8.1前後ですが、CO2吸収の増加により酸性になりつつあります。
pH値は溶液中の水素イオンの濃度の尺度であることを覚えておくことが重要です。水素イオンが多いほど、pHが低くなり、溶液が酸性になります。