En todos los casos, los ácidos ceden protones ( o iones de hidronio H3O+) y las bases ceden iones OH- (hidróxido) en soluciones acuosas.
El ion H3O+ se considera lo mismo que el ion H+ ya que es el ion H+ unido a una molécula de agua. El protón no puede existir en solución acuosa, debido a su carga positiva es atraído por los electrones de las moléculas de agua y se utiliza el símbolo H3O+ para representar esta transferencia.
La ecuación se puede escribir como:
H+ + H2O(l) → H3O+(aq).
Esto es hidrólisis ya que está involucrando agua como reactivo.
Considera la primera ecuación de la pregunta, la ecuación de ionización del agua:
H2O(l) + H2O(l)→H3O+(aq) + OH-(aq)
El H3O+ es el ácido conjugado del H2O. Así que el H3O+ se utiliza como una abreviatura de un protón en una solución acuosa. En una solución no acuosa el protón formaría una estructura diferente.
La segunda ecuación:
H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)
Muestra que el H2O está formado por partes iguales de iones H+ y OH- y es anfótero (puede ser un ácido o una base) teniendo una forma desprotonada (OH-). El componente iónico está en una concentración muy baja y una molécula de agua se considera generalmente covalente con un momento dipolar que favorece una ligera carga positiva.
La concentración de iones H3O+ en el agua pura a 25° C es de 10^-7 dm^-3. Esto se puede escribir como:
= 10^-7
donde el símbolo significa la «molaridad de» (unidades en moles dm^-3).
El número de iones H3O+ y OH- formados por la ionización del agua pura debe ser igual ( de la ecuación):
= = 10^-7).
Esto demuestra que el agua pura no es ácida ni básica, es neutra. El producto de = es el producto iónico del agua.