碳酸在水中以三类不同的化合形态存在：①游离碳酸；②重碳酸盐，即重碳酸根离子(HCO3-)；③碳酸盐，即碳酸根离子(CO32-)。游离碳酸的两种分子之间存在着平衡关系： CO2+H2O→H2CO3平衡时，CO2形态占最重要地位，而H2CO3形态只占分子状态游离碳酸总量的1%以下。三种类型的碳酸化合物子在水中的含量的比例，决定于溶液的pH值。PH愈低，游离碳酸的量愈多；pH值愈高，重碳酸盐和碳酸盐的量增多。在pH=7.0时，H2CO3的含量为18.46%；pH=5.0时，H2CO3为95.75%；；pH=4.5时，H2CO3为98.62%。一般大气中的CO2的浓度为316ppm。根据上述化学平衡式，当它溶入洁净的雨水时，可计算雨水滴的pH=5.6，故通常以此值作为酸雨的本底值。近年来，有人提出此值作为自然本底不甚合适，应加修正。