Sorensen nació en 1868 en Havrebjerg, Dinamarca. Estudió Medicina en la Universidad de Copenhagen, pero tras conocer al científico S. M. Jørgensen, decidió dedicar su vida a la Química. Entre 1901 a 1938, Sørensen fue el director del departamento químico del reconocido laboratorio Carlsberg, considerado el mejor en el mundo en desarrollos bioquímicos.
Desde que Sørensen introdujo la escala de pH en 1909 con un formato sencillo de entender y expresar, los científicos han empleado este método mediante la 'prueba de fuego' que muestra en niveles rojizos o azulosos que va de 0 a 14 (siendo 7 el punto neutro), cuán ácida o alcalina es una solución.
Durante sus años en el Laboratorio Carlsberg, Sørensen buscó inspirar a otros científicos para dar solución a problemas médicos y emplear tecnología química que contribuyera al desarrollo industrial.
En 1938 fue nombrado presidente de la Royal Danish Science Society, un año después, el 12 de febrero de 1939, Sørensen falleció a sus 71 años
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