水的自质子解离

即使是一杯完全纯净的水，也不像看上去那么平静。每隔一会儿，两个水分子就会撞到一起，其中一个把一个氢离子递给另一个，就像隔着篱笆悄悄交易的邻居。水的自质子解离正是这种温和而不停的自反应，水靠它自己就造出了涓涓细流般的离子。

具体来说，自质子解离是一个水分子把一个氢离子给予另一个水分子的反应，生成一个水合氢离子和一个氢氧根离子。在平衡时，二者浓度的乘积是一个固定的数，叫做水的离子积 Kw，在室温下约为 10 的负十四次方。由于这两种离子是等数生成的，纯水中两者的量相等，于是有了我们熟悉的中性 pH 7。

这个反应之所以重要，是因为它是每一个水溶液酸碱计算背后那片无声的背景：它把 pH 和 pOH 联系起来，并设下一道底线——意味着任何水溶液都不可能真正不含氢离子或氢氧根离子。一个诚实的提醒是：Kw 随温度急剧上升，所以纯水的中性 pH 只在 25 摄氏度附近才恰好是 7——更热的水在低于 7 的 pH 处也是中性的，尽管它并不呈酸性。