Water: een Brønsted-Lowry zuur en base

Een amfoteer molecuul kan zowel als zuur als als base werken. Water is een voorbeeld van een amfoteer molecuul. In een waterige oplossing van ammoniak kan water als zuur werken door een proton af te staan aan ammoniak, een base.

Water daarentegen werkt als een base in een waterige oplossing van zoutzuur door een proton uit het zuur te accepteren. Omdat het amfoteer is, kan water autoprotolyse ondergaan. In dit proces fungeert één molecuul water als het zuur door een proton af te staan aan een ander watermolecuul dat als basis fungeert door dat proton te accepteren.

Dit resulteert in de productie van een hydronium-ion en een hydroxide-ion. De evenwichtsconstante voor de autoprotolyse van water, Kᴡ, ook wel bekend als de autoprotolyseconstante voor water, kan worden uitgedrukt als Kᴡ en heeft een waarde van 1 10⁻¹⁴. De evenwichtsuitdrukking wordt geschreven als de concentratie van de hydronium-ionen maal de concentratie van de hydroxide-ionen, zonder noemer aangezien beide reactanten vloeistoffen zijn.

In zuiver water van 25 graden Celsius zijn de concentraties aan hydronium-en hydroxide-ionen gelijk dat wil zeggen 1 10⁻⁷ M.Kᴡ kan worden gebruikt om de concentratie van hydronium-en hydroxide-ionen in een oplossing te berekenen en om te bepalen of een oplossing is zuur of basisch. Als een oplossing zuur is, zal de concentratie van hydronium-ionen hoger zijn dan die van hydroxide-ionen. Als een oplossing daarentegen basisch is, zal de concentratie aan hydroxide-ionen hoger zijn dan de hydronium-ionen.

Als de concentratie van hydronium-ionen in oplossing 5 10⁻⁷ M is, kan de hydroxide-ionenconcentratie worden bepaald met Kᴡ.Aangezien de waarden van Kᴡ en hydronium-ionen bekend zijn, kan de concentratie van hydroxide-ionen worden berekend op 2 10⁻⁸ M.Omdat de concentratie aan hydronium-ionen, 5 10⁻⁷ M, hoger is dan de concentratie aan hydroxide-ionen, 2 10⁻⁸ M, is de oplossing zuur.