تبدي جزيئات الماء ميلا ضعيفا للتفكك ، لكنه في غاية الاهمية فيزيولوجيا

إن لقابلية الماء للتأين (Ionize)، رغم ضعفها ، أهمية مركزية بالنسبة للحياة على الأرض . وبما أن الماء يستطيع العمل كحمض كأساس ، فمن الممكن تصور تأينه على أنه تناقل بروتون بين الجزيئات ليتشكل أيون الهيدرونيوم (+^H3^O) وأيون الهيدروكسيد OH كما يلي:

وفي حقيقة الأمر فإن البروتون يرتبط مع مجموعة من جزيئات الماء، وهو لا يوجد في المحلول على شكل +H3O، بل بشكل أقرب إلى +H5O2 أو+H7O3  ومع ذلك فإننا، ولأهداف عملية، نكتب هذا البروتون " المجرد " ظاهرياً على شكل +H مع الأخذ بعين الاعتبار ألا ننسى أنه في الحقيقة مميه (Hydrated) بشدة.

وبما أن الأيونات تعاود الاتحاد باستمرار لتشكل جزيئات الماء ، والعكس بالعكس، فمن غير الممكن أن نقرر فيما إذا كانت ذرة هيدروجين أو أكسجين موجودة كأيون أم أنها ضمن جزيء الماء ، فهي أيون حينا وجزء من الماء حينا آخر ، وليس من الضروري، ولحسن الحظ ، أن ندرس الجزيئات أو الأيونات بشكل منفرد. وبما أن جراماً واحداً من الماء يحوي 3.46 × 10²² جزيئا ، فإنه من الممكن وصف تأين الماء إحصائيا ، ويكفي أن نعرف ما مدى احتمال وجود الهيدروجين كأيون أو كجزء من الماء.

وعندما نقول أن احتمال وجود الهيدروجين كأيون هو 0.10 ، فهذا يعني أن لذرة الهيدروجين فرصة واحدة من مائة فرصة لتكون أيونا  و 99 فرصة من مائة لتكون ضمن جزيء ماء. والاحتمال الحقيقي لوجود الهيدروجين كأيون في الماء النقي يساوي تقريبا 0.000000018 أو 1.8× ^9-10، وبالتالي ، فإن احتمال وجودها كجزء من الماء يساوي تقويبا 100%.

وبطريقة أخرى ، فإنه في مقابل كل أيون ^(Ion) هيدروجين أو هيدروكسيل في الماء النقي، يوجد 1.8 بليون ( أو  1.8 × 10⁹  جزيئاً من الماء ؛ ومع ذلك فإن لايونات الهيدروجين والهيدروكسيل أثر كبير ومهم على خصائص الماء.

تحسب ثابتة تفاعل تفارق الماء (Dissociation constant) التي يرمز لها بالرمز K كما يلي :

بحيث تمثل التعابير المحاطة بقوسين التركيز الجزيئي لأيونات الهيدروجين والهيدروكسيل وجزيئات الماء غير المتأينة ™. ولحساب K رقميا ، نذكو أن وزن جزيء واحد من الماء هو 18 ج ، وبالتالي فإن ليترا من الماء ( 1000جم) يحوي 1000 / 18 = 55.56 مول ( أي أن التركيز الجزيئي للماء النقي هو 55.65 جزيء /ل). وبما أن احتمال وجود الهيدروجين على شكل أيون في الماء النقي هو 1.8 × 10^-9، فإذا ضربنا نسبة الاحمال بالتركيز الجزيئي للماء ستحصل على التركيز الجزيئي لأيونات الهيدروجين أو (أيونات الهيدروكسيل) في الماء النقي وهو ¹ × ^10-7 مول / ل.

ونستطيع الآن حساب K بالنسبة للماء كما يلي:

وبنظرة متفحصة لهذه الأرقام نجد ان تركيز جزيئات الماء العالي (55.56 مول /ل) (mol/l) لا يتأثر بشكل ملحوظ بالتفارق ، وبالتالي فإن من الممكن الاتفاق على اعتباره ثابتا ودمجه بالثابتة K لنحصل على ثابتة جديدة تدعى الناتج الايوني للماء (lon product of water) ويرمز له بالرمز K_w ، وتتضح العلاقة بين K و K_w كما يلي:

نؤكد هنا على ان المقصود بالتعابير المحاطة بقوسين هو النشاط الجزيئي وليس التركيز الجزيئي.

لاحظ ان قيمة K تقدر بالمول / ل ، بينما تقدر قيمة K_w بالمول 2 /ل2، وكما يوحي اسمه ، فالناتج الايوني للماء K_w يساوي رقميا ناتج التراكيز الجزيئية لأيونات الهيدروجين والهيدروكسيل :

إن قيمة الثابتة Kw في درجة الحرارة ^o25 م تساوي (10-7)² أي 10^-14 (مول/ل)2،  وترتفع هذه القيمة بارتفاع درجة الحرارة وتنخفض بانخفاضها ؛ فعلى سبيل المثال، يكون تركيز أيونات الهيدروجين في الماء النقي في درجة الحرارة المعادلة لدرجة حرارة جسم الإنسان أعلى قليلا من 10-7 جزيء / ل. وضمن مدى التأثيرات المحدودة لمجال درجات الحرارة، تبقى Kw تساوي ^10-14 (مول/ل)2في كل المحاليل المائية حتى الحاوية منها على أحماض أو قواعد (أسس). وسنستخدم هذه القيمة لحساب قيم باهاء (pH) للمحاليل الحمضية والقاعدية القلوية).