Khi CO2 hòa tan trong nước, xảy ra phản ứng hóa học tạo thành axit cacbonic (H2CO3).
Phản ứng này là một phản ứng cân bằng, có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học như sau:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
Trong phản ứng này, CO2 là khí carbon dioxide và H2O là nước. H2CO3 là axit cacbonic.
Phản ứng này có thể xảy ra cả hai chiều, tức là CO2 có thể hòa tan trong nước để tạo thành axit cacbonic, và axit cacbonic cũng có thể phân hủy thành CO2 và nước.
Khi CO2 hòa tan trong nước, phản ứng này tạo ra ion hydroxit (OH-) và ion hydronium (H3O+). Ion hydroxit là một cơ sở, trong khi ion hydronium là một axit.
Do đó, phản ứng này tạo ra một môi trường có tính axit.
Trong trường hợp này, với pH = 4, nước có tính axit. Điều này cho thấy rằng dung dịch bão hòa khí CO2 trong nước có nồng độ ion hydronium (H3O+) cao hơn so với nồng độ ion hydroxit (OH-), dẫn đến môi trường có tính axit.