We wszystkich przypadkach, kwasy dają protony (lub jony hydroniowe H3O+) i zasady dają jony OH- (wodorotlenkowe) w roztworach wodnych.
Jon H3O+ jest uważany za to samo, co jon H+, ponieważ jest to jon H+ połączony z cząsteczką wody. Proton nie może istnieć w roztworze wodnym, ze względu na swój ładunek dodatni jest przyciągany do elektronów na cząsteczkach wody i symbol H3O+ jest używany do reprezentowania tego przeniesienia.
Równanie to można zapisać jako:
H+ + H2O(l) → H3O+(aq).
Jest to hydroliza, ponieważ w reakcji bierze udział woda jako reagent.
Rozważmy pierwsze równanie w pytaniu, równanie jonizacji wody:
H2O(l) + H2O(l)→H3O+(aq) + OH-(aq)
H3O+ jest kwasem sprzężonym z H2O. Tak więc H3O+ jest używany jako skrót dla protonu w roztworze wodnym. W roztworze niewodnym proton tworzyłby inną strukturę.
Drugie równanie:
H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)
Wskazuje, że H2O składa się z równych części jonów H+ i OH- i jest amfoteryczny (może być kwasem lub zasadą) mając formę zdeprotonowaną (OH-). Składnik jonowy jest w bardzo niskim stężeniu, a cząsteczka wody jest ogólnie uważana za kowalencyjną z momentem dipolowym sprzyjającym niewielkiemu ładunkowi dodatniemu.
Stężenie jonów H3O+ w czystej wodzie w temperaturze 25° C wynosi 10^-7 dm^-3. Można to zapisać jako:
= 10^-7
gdzie symbol oznacza „molarność” (jednostki w molach dm^-3).
Liczba jonów H3O+ i OH- powstających w wyniku jonizacji czystej wody musi być równa ( z równania):
= = 10^-7).
Wynika z tego, że czysta woda nie jest ani kwasowa ani zasadowa, jest obojętna. Iloczyn = jest iloczynem jonowym wody.