水的电离

水的自电离（也称为水的自电离和水的自离解）是纯水或水溶液中的电离反应，其中水分子 H2O 去质子化（失去其中一个氢原子的核） 变成氢氧根离子，OH−。 氢核 H+ 立即质子化另一个水分子以形成水合氢阳离子 H3O+。 它是自分解的一个例子，并举例说明了水的两性性质。

光谱证据表明，许多质子实际上被不止一个水分子水合。 对水合离子xxx描述性的符号是 H + ( aq )，其中 aq（水性）表示不确定或可变数量的水分子。 然而，符号 H +由于它们的历史重要性，仍然被广泛使用。 这篇文章主要将水合质子表示为 H 3 O +，对应于单个水分子的水合作用。

化学纯水的电导率为 0.055 μS/cm。 离子由水自电离反应产生，适用于纯水和任何水溶液：

H2O + H2O ⇌ H3O+ + OH−

用化学活度a表示，而不是浓度，水电离反应的热力学平衡常数为：

K e q = a H 3 O + ⋅ a O H − a H 2 O 2

它在数值上等于更传统的热力学平衡常数，写为：

K e q = a H + ⋅ a O H − a H 2 O

假设 H+ 和 H3O+ 的化学势之和形式上等于相同温度和压力下 H2O 化学势的两倍。

由于大多数酸碱溶液通常非常稀，因此水的活度通常近似等于 1，这使得水的离子积可以表示为：

K e q ≈ a H 3 O + ⋅ a O H −

在稀水溶液中，溶质（溶解的物质，如离子）的活度大约等于它们的浓度。 因此，用 Kw 表示的电离常数、解离常数、自电离常数、水离子积常数或水的离子积可由下式给出：

K w = [ H 3 O + ] [ O H − ]

其中 [H3O+] 是氢阳离子或水合氢离子的摩尔浓度（摩尔浓度），[OH−] 是氢氧根离子的浓度。 当平衡常数写成浓度的乘积（与活度相反）时，有必要根据离子强度和其他因素对 K w

在 24.87 °C 和零离子强度下，Kw 等于 1.0×10−14。 请注意，与所有平衡常数一样，结果是无量纲的，因为浓度实际上是相对于标准状态的浓度，当使用摩尔浓度时，H+ 和 OH- 均定义为 1 摩尔浓度（= 1 mol/kg） 或 1 摩尔 (= 1 mol/L) 当使用摩尔浓度时。