Como a água é uma substância anfotérica, acontece a autoprotólise da água (autoionização da água):
$$\text{H}_{2}\text{O (l)}+\text{H}_{2}\text{O (l)}\rightleftarrows\text{H}_{3}\text{O}^{+}\text{(aq)}+\text{OH}^{-}\text{(aq)}$$
em que uma das moléculas de água funciona como ácido e a outra como base.
Este equilíbrio é muito pouco extenso e a sua constante de equilíbrio é chamada produto iónico da água, \(K_{W}\):
$$K_{W}=[\text{H}_{3}\text{O}^+][\text{OH}^-]$$
$$K_{W}=1,0\times 10^{-14}\text{ (a 25 ºC)}$$
A 25 °C o produto iónico da água é igual a 1,0 × 10-14, logo \([\text{H}_{3}\text{O}^{+}]\) = \([\text{OH}^{-}]\) = 1,0 × 10-7 mol dm-3.
A reação de autoprotólise da água é endotérmica, por isso o valor de \(K_{W}\) aumenta com o aumento de temperatura.
Efeito da variação da temperatura no valor de \(\text{pH}\) de uma solução
Aplicando a Lei de Le Châtelier a esta reação, que é uma reação endotérmica, o aumento de temperatura irá aumentar a concentração do ião hidrónio (\(\text{H}_{3}\text{O}^{+}\)) pelo que o valor de \(\text{pH}\) vai diminuir (a concentração do ião hidróxido, \(\text{OH}^{-}\), também vai aumentar).
Se a temperatura da solução diminuir o valor do \(\text{pH}\) irá aumentar.