Hapot tuottavat kaikissa tapauksissa vesiliuoksissa protoneja ( tai hydroniumioneja H3O+) ja emäkset OH- (hydroksidi)-ioneja.
H3O+-ionia pidetään samana kuin H+-ionia, koska se on vesimolekyyliin liitetty H+-ioni. Protonia ei voi olla vesiliuoksessa, vaan positiivisen varauksensa vuoksi se vetää puoleensa vesimolekyylien elektroneja, ja tätä siirtymistä kuvaa symboli H3O+.
Yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:
H+ + H2O(l) → H3O+(aq).
Tämä on hydrolyysi, koska siinä on mukana vesi reagoivana aineena.
Tarkastellaan kysymyksen ensimmäistä yhtälöä , veden ionisaatioyhtälöä:
H2O(l) + H2O(l)→H3O+(aq) + OH-(aq)
H3O+ on H2O:n konjugaattihappo. H3O+ käytetään siis lyhenteenä protonille vesiliuoksessa. Ei-vesiliuoksessa protoni muodostaisi toisenlaisen rakenteen.
Toinen yhtälö:
H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)
näyttää, että H2O koostuu yhtä suurista osista H+- ja OH-ioneja ja on amfoteerinen (voi olla happo tai emäs), jolla on deprotonoitu muoto (OH-). Ioninen komponentti on hyvin pienessä konsentraatiossa ja vesimolekyyliä pidetään yleensä kovalenttisena, jonka dipolimomentti suosii lievää positiivista varausta.
H3O+ -ionin konsentraatio puhtaassa vedessä 25° C:ssa on 10^-7 dm^-3. Tämä voidaan kirjoittaa seuraavasti:
= 10^-7
jossa symboli tarkoittaa ”molarisuutta” (yksiköt mooleina dm^-3).
Puhtaan veden ionisaatiossa muodostuvien H3O+- ja OH- ionien lukumäärän on oltava yhtä suuri ( yhtälöstä):
= = 10^-7).
Tämä osoittaa, että puhdas vesi ei ole hapanta eikä emäksistä, se on neutraalia. Tuote = on veden ionituote.