Teorías ácido-base e hidrólisis

(b) HCl: ácido fuerte. Se disocia por completo:$$\text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Cl}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \qquad [\text{H}_3\text{O}^+] = 0{,}1\,\text{M} \;\Rightarrow\; \text{pH} = 1$$(a) $\text{NH}_4\text{Cl}$: sal de ácido fuerte y base débil. En agua se disocia en $\text{NH}_4^+$ y $\text{Cl}^-$. El $\text{Cl}^-$ es la base conjugada de un ácido fuerte, tan débil que no reacciona con el agua. El $\text{NH}_4^+$ es el ácido conjugado de una base débil ($\text{NH}_3$) y sí se hidroliza:$$\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+$$Se generan $\text{H}_3\text{O}^+$: la disolución es ácida ($\text{pH} < 7$). Pero el $\text{NH}_4^+$ es un ácido muy débil ($K_a = K_w/K_b \approx 5{,}6\cdot 10^{-10}$ con $K_b = 1{,}8\cdot 10^{-5}$), así que libera muy pocos $\text{H}_3\text{O}^+$: su pH ronda 5,1, bastante mayor que el del HCl.

(c) $\text{NaNO}_3$: sal de ácido fuerte y base fuerte. El $\text{Na}^+$ procede del $\text{NaOH}$ (base fuerte) y el $\text{NO}_3^-$ del $\text{HNO}_3$ (ácido fuerte): ninguno de los dos se hidroliza. La disolución es neutra, $\text{pH} = 7$ (a $25\,^\circ\text{C}$).

Orden.$$\text{pH}(\text{HCl}) < \text{pH}(\text{NH}_4\text{Cl}) < \text{pH}(\text{NaNO}_3)$$$$1 \;<\; \approx 5{,}1 \;<\; 7$$