实验证明，纯水有微弱的导电性。在298K时，纯水中H3O＋的浓度为1.00×10-7 mol/L，说明水是弱电解质。水分子是一种两性物质，它既可给出质子，又可接受质子，于是在水分子间也可发生质子传递反应，称为水的质子自递反应。
由于H3O＋是强酸，OH-是强碱，H2O既是弱酸，又是弱碱，所以，水的质子自递反应进行得很微弱，建立平衡。其平衡常数式为：
在水的质子自递平衡中，因为反应很微弱，［H2O］可看成是常数，将它与K合并，于是
为了简便，通常用H＋代表水合氢离子，即
Kw称为水的质子自递平衡常数，又称水的离子积。它表示在一定温度下的水溶液中H＋浓度与OH-浓度的乘积是一个常数。
在298K时，纯水中H＋和OH-浓度都是1.00×10-7 mol/L，所以
水的质子自递反应是一个吸热反应。Kw值随温度升高而增大，例如，0℃时为1.10×10-15；25℃时为1.00×10-14；100℃时为5.50×10-13。
水的离子积不仅适用于纯水，也适用于所有稀释溶液。因为水溶液中H＋浓度和OH-浓度的乘积是一个常数，只要知道溶液中的H＋浓度，就可以计算其中的OH-浓度。
如，0.10mol/L HCl溶液中，［H＋］＝0.10mol/L
而
若0.010mol/L NaOH溶液中，［OH-］＝0.010mol/L
则
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