pH de ácidos y bases

a) Falsa.$$\text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Cl}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \qquad [\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-4}\ \text{M}$$Al añadir agua, los mismos moles de $\text{H}_3\text{O}^+$ se reparten en más volumen: la concentración de protones disminuye y el pH sube (sin llegar a pasar de 7). Por ejemplo, al diluir diez veces, $[\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-5}\ \text{M}$ y el pH pasa a 5.

b) Verdadera.$$\text{NH}_4\text{Cl} \rightarrow \text{NH}_4^+ + \text{Cl}^-$$El $\text{Cl}^-$ procede de un ácido fuerte (HCl) y no se hidroliza. El $\text{NH}_4^+$ es el ácido conjugado de una base débil ($\text{NH}_3$) y cede protones al agua:$$\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+$$Aumenta $[\text{H}_3\text{O}^+]$ y el pH baja por debajo de 7.

c) Falsa.

El NaCl no altera el pH: el $\text{Na}^+$ procede de una base fuerte y el $\text{Cl}^-$ de un ácido fuerte, y ninguno se hidroliza. La disolución de NaCl es neutra, pero al añadir NaOH, una base fuerte,$$\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^-$$aumenta $[\text{OH}^-]$ por encima de $10^{-7}\ \text{M}$ y la disolución pasa a ser básica (pH > 7), aunque sea ligeramente porque se añaden pocas gotas de una disolución diluida.

d) Verdadera.

La disolución de amoniaco («hidróxido de amonio») $1\ \text{M}$ ya es básica:$$\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \qquad [\text{OH}^-] \approx \sqrt{K_b\,c} = \sqrt{1{,}8\cdot 10^{-5}\cdot 1} = 4{,}2\cdot 10^{-3}\ \text{M} \;\Rightarrow\; \text{pH} \approx 11{,}6$$Al añadir unas gotas de NaOH, que también aporta $\text{OH}^-$, la disolución sigue siendo básica: las dos sustancias son bases y no se neutralizan entre sí.