被处理水水质的pH定量特征常用其中和滴定曲线来表征。如图2是一实测的中和滴定曲线。水样取自一染化厂的废水。图2中的横坐标为添加的中和剂(此处为0.1molNaOH)的体积毫升数，纵坐标为pH值。废水初始的pH值为0.69，中和到接近pH=7时，添加的NaOH总量为280.5毫升。
由图2可见，中和滴定曲线呈S型。曲线在低pH值范围变化缓慢，添加中和剂总量的95%时，即267毫升的NaOH，仅仅使pH值由0.69上升到2.5左右。而在pH=7附近，曲线变化非常陡峭，添加中和剂总量的1%，即2.8毫升的NaOH，即可使pH值由pH=5.7上升到pH=9.8。
用缓冲指数(BufferIndex：σ=ΔpH/Δφ)定量地表征水样的pH特征。由图2可见，在pH=7附近时，σ=1.46(mL/1)。而在低pH值范围时，σ=0.007(mL/1)。缓冲指数的急剧变化，即pH值变化的强烈的非线性，是pH控制问题中最显著的一项特征，也是造成pH控制困难的一个重要原因。
在上述染化厂废水的例子中，如果需要将废水的口H控制在6到9之间，则添加剂的误差不能超过中和剂总量的0.5%。当废水初始的pH值更低时，控制的精度要求更高。综上所述，pH值控制问题具有基本特征是：强烈的非线性；离子浓度(H离子或oH离子)的变化范围大，从而所需添加的中和剂量的变化范围可以达到几个数量级；为了将pH值控制在允许范围以内，要求非常高的控制精度。正是这些特征，使得pH的控制问题成为工程控制中最困难的问题之一。
平衡迟缓指的是系统加入扰动后，达到平衡需要的时间。当过程需要连续控制时，平衡迟缓给控制带来了很大困难，常常导致系统震荡。是一个实验系统pH值随时间变化的记录曲线。在t=t0时刻，由酸液注入装置向系统加入酸液，系统的pH值开始下降。在t=tm时，酸液扩散至pH计的探头，测得pH的极小值。但直到t=tb时刻，新加入的酸液才和整个系统均匀混合，达到新的稳定值。显然，如果系统在达到稳定之前，例如根据在t=tm口时刻测得的pH值作出反应，则会过量添加中和剂，造成系统控制品质的下降。系统达到平衡需要的时间取决于系统的组成、液体的流速、搅拌的效率、加药机和pH探头的安装的位置以及中和反应速度等多种因素。
