In tutti i casi, gli acidi producono protoni (o ioni idronio H3O+) e le basi producono ioni OH- (idrossido) nelle soluzioni acquose.
Lo ione H3O+ è considerato lo stesso dello ione H+ in quanto è lo ione H+ unito a una molecola d’acqua. Il protone non può esistere in soluzione acquosa, a causa della sua carica positiva è attratto dagli elettroni sulle molecole d’acqua e il simbolo H3O+ è usato per rappresentare questo trasferimento.
L’equazione può essere scritta come:
H+ + H2O(l) → H3O+(aq).
Questa è idrolisi perché coinvolge l’acqua come reagente.
Considera la prima equazione nella domanda, l’equazione di ionizzazione dell’acqua:
H2O(l) + H2O(l)→H3O+(aq) + OH-(aq)
L’H3O+ è l’acido coniugato di H2O. Quindi H3O+ è usato come stenografia per un protone in soluzione acquosa. In una soluzione non acquosa il protone formerebbe una struttura diversa.
La seconda equazione:
H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)
Mostra che H2O è composta da parti uguali di ioni H+ e OH- ed è anfotera (può essere un acido o una base) avendo una forma deprotonata (OH-). La componente ionica è ad una concentrazione molto bassa e una molecola d’acqua è generalmente considerata covalente con un momento di dipolo che favorisce una leggera carica positiva.
La concentrazione dello ione H3O+ in acqua pura a 25° C è 10^-7 dm^-3. Questo può essere scritto come:
= 10^-7
dove il simbolo significa la “molarità di” (unità in moli dm^-3).
Il numero di ioni H3O+ e OH- formati dalla ionizzazione dell’acqua pura deve essere uguale (dall’equazione):
= = 10^-7).
Questo dimostra che l’acqua pura non è né acida né basica, è neutra. Il prodotto di = è il prodotto ionico dell’acqua.