Teorías ácido-base e hidrólisis

a) Actúan sólo como ácido: $\text{HNO}_3$ y $\text{H}_3\text{O}^+$.

El $\text{HNO}_3$ es un ácido fuerte: cede su protón por completo y el $\text{NO}_3^-$ que queda es una base tan débil que en agua no lo recupera.$$\text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{NO}_3^- + \text{H}_3\text{O}^+$$El $\text{H}_3\text{O}^+$ es el ácido más fuerte que puede existir en disolución acuosa; si captara otro protón daría $\text{H}_4\text{O}^{2+}$, una especie inviable:$$\text{H}_3\text{O}^+ + \text{NH}_3 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{NH}_4^+$$b) Actúan sólo como base: $\text{S}^{2-}$ y $\text{NH}_3$.

El ion sulfuro no tiene hidrógenos que ceder, así que solo puede captarlos:$$\text{S}^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HS}^- + \text{OH}^-$$El amoniaco sí tiene hidrógenos, pero están unidos al nitrógeno con un enlace poco polarizado y no se ceden en agua; lo que hace es usar su par electrónico libre para captar un protón (solo frente a bases extraordinariamente fuertes, fuera del agua, llega a ceder un protón y formar el ion amiduro, $\text{NH}_2^-$):$$\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-$$c) Actúan como ácido y como base (anfóteros): $\text{HSO}_4^-$ y $\text{H}_2\text{O}$.

El hidrogenosulfato conserva un protón que puede ceder y, a la vez, la carga negativa que le permite captar otro:$$\textit{Como ácido:}\quad \text{HSO}_4^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{SO}_4^{2-} + \text{H}_3\text{O}^+$$$$\textit{Como base:}\quad \text{HSO}_4^- + \text{H}_3\text{O}^+ \rightleftharpoons \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}$$El agua es el anfótero por excelencia: su propia autoionización lo demuestra, porque una molécula actúa de ácido y la otra de base.$$2\,\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^-$$