È bene conoscere la definizione di acido e base secondo Brønsted e Lowry (vedi).

Un acido secondo Brønsted  è una sostanza in grado di rilasciare ioni H⁺ e una base è una sostanza in grado di accettare ioni H⁺. Il quiz ci chiede di individuare una sostanza che può avere SOLO un comportamento acido. Dobbiamo così escludere le sostanza dette anfotere (o anfiprotiche) che, a seconda delle situazioni possono comportarsi da acido o da base. Le sostanze anfotere sono l'acqua e gli ioni derivati da incompleta deprotonazione di acidi poliprotici.

Analizziamo le risposte:

A)  Lo ione ammonio NH₄⁺ in acqua si comporta come un acido perché reagisce secondo la reazione:

NH₄⁺   ⇆   + NH₃ + H⁺

o meglio

NH₄⁺   + H₂O ⇆   + NH₃ + H₃O⁺

 Non può avere n comportamento basico in quanto non può accettare ioni H⁺.

È questo lo ione che cerchiamo. La risposta A) è corretta.

NOTA: Nel risolvere questo quiz è fondamentale individuare per riconoscimento immediato (a memoria) l'acidità dello ione ammonio e determinare subito la risposta A). Altrimenti il riconoscimento degli ioni presenti nelle altre risposte può risultare più complesso.

B)  Lo ione fosfito PO₃^3– deriva dalla tripla deprotonazione dell'acido fosforoso H₃PO₃.

Lo ione non possiede alcun atomo di idrogeno e di conseguenza non può rilasciare alcun H⁺. Il suo comportamento può essere solo basico.

PO₃^3– + H₂O   ⇆   HPO₃^– + OH^– (comportamento basico)

C)  Lo ione idrogenofosfito HPO₃^2– deriva dalla seconda deprotonazione dell'acido fosforoso H₃PO₃.

L'acido H₃PO₃ possiede una struttura molecolare di equilibrio tra due tautomeri, acido fosfonico e acido fosforoso.

Dei due in natura è preponderante la presenza dell'acido fosfonico che possiede soltanto due atomi di idrogeno idrolizzabili. Di conseguenza H₃PO₃ è essenzialmente un acido diprotico e lo ione HPO₃^2– non possiede idrogeni deprotonabili. Non è così uno ione acido.

Lo ione HPO₃^2– può invece avere un comportamento basico accettando H⁺.

Come abbiamo detto nella spiegazione della risposta A), questa conoscenza non è di facile portata per uno studente di preparazione liceale. Si giunge alla risposta del quiz individuando, per riconoscimento immediato, lo ione acido nell'ammonio della risposta A) .

D)  Lo ione idrogenofosfato HPO₄^2– deriva dalla seconda deprotonazione dell'acido fosforico (ortofosforico) H₃PO₄.

Consideriamo i tre ioni che ne derivano dopo le tre possibili deprotonazioni: H₂PO₄^2–, HPO₄^2–e PO₄^3–

H₃PO₄ + H₂O    ⇆   H₂PO₄^– + H₃O⁺  

H₂PO₄^– + H₂O    ⇆   HPO₄^2– + H₃O⁺

HPO₄^2– + H₂O    ⇆   PO₄^3– + H₃O⁺ 

Il comportamento di HPO₄^2– può essere sia acido che basico. Infatti può procedere secondo un comportamento acido con una terza deprotonazione (vedi la reazione scritta qui sopra) oppure secondo un comportamento basico acquistando un ione H⁺ secondo la reazione basica:

HPO₄^2– + H₂O   ⇆   H₂PO₄^–+ OH^–

Concludiamo che lo ione HPO₄^2– possiede un comportamento anfotero e non è lo ione che cerchiamo.

E)  Lo ione idrosolfato HSO₄^– deriva dalla prima deprotonazione dell'acido solforico H₂SO₄, acido forte sia in prima che in seconda deprotonazione.

Lo ione di prima deidrogenazione HSO₄^–   possiede, di suo, un comportamento acido, ma può comunque riacquistare un idrogeno comportandosi da base. Sono possibili entrambi i comportamenti seguenti:

HSO₄^– + H₂O    ⇆   SO₄^2– + H₃O⁺

HSO₄^– + H₂O    ⇆   H₂SO₄ + OH^–

Concludiamo che lo ione HSO₄^– possiede un comportamento anfotero e non è lo ione che cerchiamo.