În toate cazurile, acizii dau protoni ( sau ioni de hidroniu H3O+), iar bazele dau ioni OH- (hidroxid) în soluții apoase.
Ionul H3O+ este considerat a fi același cu ionul H+, deoarece este ionul H+ unit cu o moleculă de apă. Protonul nu poate exista în soluție apoasă, datorită sarcinii sale pozitive este atras de electronii de pe moleculele de apă, iar simbolul H3O+ este folosit pentru a reprezenta acest transfer.
Ecuația poate fi scrisă sub forma:
H+ + H2O(l) → H3O+(aq).
Aceasta este hidroliză, deoarece implică apa ca reactant.
Considerați prima ecuație din întrebare , ecuația de ionizare a apei:
H2O(l) + H2O(l)→H3O+(aq) + OH-(aq)
H3O+ este acidul conjugat al H2O. Așadar, H3O+ este utilizat ca prescurtare pentru un proton în soluție apoasă. Într-o soluție neacvatică protonul ar forma o structură diferită.
Cea de-a doua ecuație:
H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)
Monstrează că H2O este alcătuită din părți egale de ioni H+ și OH- și este amfoteră (poate fi un acid sau o bază) având o formă deprotonată (OH-). Componenta ionică se află la o concentrație foarte mică, iar o moleculă de apă este în general considerată covalentă, cu un moment de dipol care favorizează o ușoară sarcină pozitivă.
Concentrația ionului H3O+ în apa pură la 25° C este de 10^-7 dm^-3. Aceasta poate fi scrisă sub forma:
= 10^-7
unde simbolul înseamnă „molaritatea lui” (unități în moli dm^-3).
Numărul de ioni H3O+ și OH- formați prin ionizarea apei pure trebuie să fie egal ( din ecuație):
= = 10^-7).
Acest lucru arată că apa pură nu este nici acidă, nici bazică, ea este neutră. Produsul lui = este produsul ionic al apei.