I alla fall ger syror protoner ( eller hydroniumjoner H3O+) och baser ger OH- (hydroxid)-joner i vattenlösningar.
H3O+-jonen anses vara samma sak som H+-jonen eftersom det är H+-jonen som är förenad med en vattenmolekyl. Protonerna kan inte existera i vattenlösning, på grund av sin positiva laddning dras de till elektronerna på vattenmolekylerna och symbolen H3O+ används för att representera denna överföring.
Ekvationen kan skrivas som:
H+ + H2O(l) → H3O+(aq).
Detta är hydrolys eftersom den involverar vatten som reaktant.
Tänk på den första ekvationen i frågan , vattnets joniseringsekvation:
H2O(l) + H2O(l)→H3O+(aq) + OH-(aq)
H3O+ är den konjugerade syran till H2O. Därför används H3O+ som en förkortning för en proton i vattenlösning. I en icke vattenhaltig lösning skulle protonen bilda en annan struktur.
Den andra ekvationen:
H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)
Det visar att H2O består av lika delar H+- och OH-joner och är amfotär (kan vara en syra eller en bas) som har en deprotonerad form (OH-). Jonkomponenten är i mycket låg koncentration och en vattenmolekyl anses i allmänhet vara kovalent med ett dipolmoment som gynnar en svagt positiv laddning.
H3O+-jonkoncentrationen i rent vatten vid 25° C är 10^-7 dm^-3. Detta kan skrivas som:
= 10^-7
där symbolen betyder ”molaritet av” (enheter i mol dm^-3).
Antalet H3O+- och OH-joner som bildas vid joniseringen av rent vatten måste vara lika stort ( från ekvationen):
= = = 10^-7).
Detta visar att rent vatten varken är surt eller basiskt, det är neutralt. Produkten av = är vattnets jonprodukt.