تتفاعل جزيئات الماء مع بعضها كما تتفاعل الحموض والقواعد مع بعضها؛ حيث تتبادل كمية قليلة من جزيئات الماء البروتونات بينها فيما يعرف بالتأين الذاتي للماء كما في المعادلة الآتية:[1]
-H2O+H2O⇌ H3O+ + OH
حيث إن إحدى جزيئات الماء منح بروتوناً وتصرف كحمض حسب مفهوم برونستد-لوري (Bronsted-lowry acid)، أما الجزيء الآخر استقبل هذا البروتون وتصرف كقاعدة حسب مفهوم برونستد-لوري (Bronsted-Lowry base)، وبالتالي تتكون أيونات الهيدرونيوم +H3Oوأيونات الهيدروكسيد -OH بنسبة مولية 1:1، وفي أي عينة من الماء النقي يجب أن يتساوى التركيز المولي لأيونات الهيدرونيوم مع أيون الهيدروكسيد.[1]
ملاحظات مهمة:[1]
لإيجاد ثابت تأين الماء يتم اتباع الخطوات الآتية:[2]
ملاحظة: يعتمد ثابت تأين الماء (Kw) على قوة الرابطة الهيدروجينية، وبالتالي فإنه يتأثر بنفس العوامل التي تتأثر بها الرابطة الهيدروجينية؛ مثل درجة الحرارة، والضغط، وتركيز المذاب، والقوة الأيونية.[2]
احسب تركيز أيون الهيدرونيوم في محلول مائي تركيزه 0.001 مولار، عند درجة حرارة ْ25 سيليسيوس.[3]
الحل:
من هذه القاعدة يكون تركيز أيون الهيدرونيوم [+Kw = [OH-] [H3O
وبالتالي فإن تركيز أيون الهيدرونيوم يساوي (14-10)*1/ 0.001 ويساوي (11-10)*1 مولار.
بناءً على مبدأ التعادل الكهربائي فإن البلازما يجب أن تكون متعادلة كهربائياً، ومجموع الأيونات الموجبة فيها يساوي مجموع الأيونات السالبة، بالإضافة إلى أن أيونات الماء يجب أن تكون ثابتة، إلا أن اختلاف تركيز أيونات البلازما يؤدي إلى اختلاف النسبة بين الأيونات الموجبة والسالبة، ولكن ثبات تأين الماء يؤدي إلى الحفاظ على التعادل الكهربائي في البلازما واتزان الحموض والقواعد.[4]