水合離子的水解（hydrolysis of aqua ions）

把氯化鋁或硝酸鐵(III)溶於純水並測 pH——它明顯呈酸性，儘管並沒有加入什麼明顯的酸。原因是化學中最安靜的酸之一：金屬陽離子本身，連同它緊緊束縛的水分子。一個小而高電荷的金屬離子並不會赤裸地游動；它是一個水合離子，例如 [Al(H2O)6]3+ 或 [Fe(H2O)6]3+，是六個水分子配位到金屬上的八面體簇。那些配位的水出人意料地呈酸性。

機理如下。金屬離子的正電荷把每個配位水中氧的電子密度拉向自己，這又削弱了該水的 O-H 鍵、使其質子更易失去。於是水合離子表現為布朗斯特酸，把一個配位水上的質子給一個游離水分子：[Al(H2O)6]3+ + H2O 得 [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+。這同時是一個路易斯酸的故事——硬而高電荷的 Al3+ 極化了 O-H 鍵——也是一個布朗斯特的故事。這一效應隨電荷增大、隨尺寸減小：電荷密度（電荷除以半徑）越高，水合離子越酸。於是像 Al3+、Fe3+、Cr3+ 這樣的 3+ 離子明顯呈酸性（[Fe(H2O)6]3+ 的 pKa 約為 2，堪比一種弱有機酸），2+ 離子微酸，而像 Na+、K+ 這樣大的 1+ 離子基本無酸性。

水合離子的水解解釋了大量真實的溶液化學。它說明了為什麼 Al3+、Fe3+ 鹽的溶液呈酸性、為什麼升高 pH 時它們會沉澱出膠狀氫氧化物；它是多核羥橋物種、乃至金屬氧化物凝膠和鐵鏽形成的基礎；它支配著哪些金屬離子能在天然水中、在什麼 pH 下保持溶解；它也是理解為什麼高氧化態金屬在水中以含氧陰離子（如 CrO4 2- 或 MnO4-）而非簡單陽離子形式存在的第一步——把配位水上的質子逐步失去推到極限，就用氧離子取代了水。