L’acqua, anche in assenza di qualsiasi sostanza disciolta, effettua la reazione di autoprotolisi o autodissociazione. Ovvero alcune molecole d’acqua si scindono, in piccolissima parte, negli ioni H⁺ e OH^‒ secondo la reazione:

Si tratta di una reazione di equilibrio per la quale si considera una costante di equilibrio k_w definita da:

detta anche prodotto ionico dell’acqua.

Normalmente il suo valore viene definito alla temperatura di 25°C e alla pressione di 1atm, dette “Condizioni Normali”, e vale 1∙10^-14 . Questo è il valore spesso utilizzato nei quiz di calcolo.

Come ogni altra costante di equilibrio però, k_w varia al variare della temperatura e a 60°C assume il valore indicato nel testo del quiz 9,5∙10^-14, valore superiore a quello relativo alle condizioni normali. Il che significa che all’aumentare della temperatura aumenta anche il numero di molecole d’acqua che subiscono autodissociazione.

Con un ragionamento simile a quello visto nel precedente quiz n.37, possiamo ricavare le concentrazioni di H⁺ e di OH^‒ conoscendo il valore di k_w.

Poiché da una molecola d’acqua si genera esattamente un  H⁺ e un OH^‒, possiamo dedurre che la concentrazione di H+ e quella degli OH‒ sono identiche e le indichiamo con la variabile x.

Ne risulta:

In Condizioni Normali (25°C) si ricava

Da questo valore si potrà dedurre che il valore di pH dell’acqua neutra in Condizioni Normali sia pari al valore 7:

Nelle nostre condizioni indicate dal quiz avremo che la concentrazione degli ioni H⁺ è ricavabile da:

Poiché 3∙10^-7 è maggiore di  10^-7 avremo che -log₁₀ 3∙10^-7 è minore di -log₁₀ 1∙10^-7

In altri termini: