碳酸是二元弱酸，可以进行分级电离，各级的平衡反应如下：

从式中可知，水中碳酸为以下三种形式：H₂CO₃、HCO^－₃及CO^2－₃。如果水中碳酸物的总量为C，则：

在一定温度下，当C值固定并达到电离平衡时，三种形式的碳酸量呈一定固定的比例。此比例将决定于氢离子的浓度。当H^＋增加时，pH值降低，反应向左进行，游离的H₂CO₃（或CO₂）增多；当H^＋减少时，pH值升高，反应向右进行，则HCO^－₃、CO^2－₃依次增多。如果把这三种形式碳酸在总量中所占的比例分别以α₀、α₁、α₂表示，则：

经计算，在25℃时，上述三种碳酸的比例与水中－lg［H^＋］（即pH值）的关系如下表及图1－0－6所示：

图1－0－6 三种碳酸的比例变化曲线

由图1－0－6可见：在低рН值时，只有CO₂＋H₂CO₃；在高pH值时，只有CO^2－₃；当pH值在8.3左右时，HCO^－₃占绝对优势。因此，水中碳酸的平衡与pH值有着密切的关系。在一定的pH值条件下，三类碳酸将处于一定的平衡关系。不同pH值下的碳酸平衡系数详表如下。

不同pH值下的碳酸平衡系数（25℃）^［1］详表

续表

①α₀，［H₂CO₃］在总碳酸盐中所占的摩尔比。

②α₁，［HCO^－₃］在总碳酸盐中所占的摩尔比。

③α₂，［CO^2－₃］在总碳酸盐中所占的摩尔比。

④，代表碳酸盐的pH值系数。

图1－0－7 胶体硅与非反应性硅的结构