地下水（水溶液）中の化学反応は、理論的には次の二つの反応の電位に挟まれた値の電位を持った反応に限定される。
2H+ +e-= H2 E0=0.00V
O2+4H+ +4e-= 2H2O E0=1.23V
どちらの反応にも水素イオンが含まれるので、これらの電位は、ｐＨの変化に大きく影響され、電位はpHが１ずつ増加する毎に0.06Ｖ(25℃)ずつ減少する。
左の図は、天然環境のおおよその位置をpH-Eh図に記載したものである。