Hvorfor er hydrogenioner plus, når det er H2O?

I forbindelse med vand (H2O) er hydrogenioner (H+) ikke til stede, når det er i sin rene form. Vand selv gennemgår en proces kaldet autoionisering , hvor en lille fraktion af vandmolekyler dissocierer til H+ og hydroxid (OH-) ioner. Disse ioner eksisterer dog i lige store koncentrationer og opretholder en neutral samlet ladning, hvorfor rent vand har en pH på 7.

Årsagen til tilstedeværelsen af ​​både H+ og OH- ioner i rent vand ligger i vandmolekylets polaritet. På grund af forskellen i elektronegativitet mellem ilt og brint, tiltrækker iltatomet en smule elektroner mod sig selv, hvilket skaber en svag negativ ladning på iltenden og en svag positiv ladning på hydrogenenden af ​​molekylet. Dette tillader andre vandmolekyler at interagere med disse delvist ladede områder, hvilket fører til lejlighedsvis overførsel af hydrogenioner (protoner) fra et vandmolekyle til et andet.

Mens koncentrationen af ​​disse ioner i rent vand er meget lav (ca. 1 x 10^-7 mol pr. liter), er det denne balance mellem H+ og OH-ioner, der bestemmer vands pH og dets sure eller basiske natur. Afvigelser fra denne balance, hvor koncentrationen af ​​H+ ioner stiger eller falder, resulterer i henholdsvis sure eller basiske opløsninger.