5 VWO
H8 – zuren en basen
Inleiding Opdracht 1, 20 min in tweetallen Nakijken; eventueel vragen stellen
§8.2 – Zure, neutrale en basische oplossingen
§8.2 – Zure, neutrale en basische oplossingen Indicator (tabel 52A) Zuurgraad 0-14? Lakmoespapier
Rood blijft rood -> zuur of neutraal Rood wordt blauw -> basisch Blauw blijft blauw -> basisch of neutraal Blauw wordt rood -> zuur Rood blijft rood en blauw blijft blauw -> neutraal
Universeel indicatorpapier
Oefening met indicator Een oplossing waaraan een druppel
broomthymolblauw wordt toegevoegd kleurt geel. Wat zegt dit over de pH?
Omslagtraject is 6,0 – 7,6. Onder de 6,0 kleurt de indicator geel Tussen de 6,0 en 7,6 is er een mengkleur Boven de 7,6 kleurt de indicator blauw
Conclusie: de pH moet lager zijn dan zes
Zuurgraad : pH Zuurgraad wordt bepaald door concentratie H3O+ of OH-. pH = -log[H3O+]; [H3O+] = 10-pH pOH = -log[OH-]; [OH-] = 10-pOH pH + pOH = 14 (bij T=298K; T-afhankelijkheid: 50A) [OH-] × [H3O+] = 1,0·10-14 mol L-1 pH zuiver water -> [OH-] = [H3O+] => 7
Belangrijke rekenregel: Aantal decimalen in pH ≙ aantal significante cijfers in [H3O+]
Oefening met pH Bloed heeft een pH tussen 7,33 en 7,42. Geef aan binnen welke grenzen de [H3O+] zich bevindt. [H3O+] = 10-pH dus 10-7,33= 4,7·10-8 mol/l [H3O+] = 10-pH dus 10-7,42= 3,8·10-8 mol/l
Er wordt 1,3 mol NaOH opgelost in 500 mL.
Wat wordt de pH van de oplossing? Basisch, dus [OH-]= 1,3 / 0,500L= 2,6 mol OH pOH= -log[OH-]= -log 2,6= -0.41 pH= 14 - pOH = 14 - - 0,41= 14,41
§8.3 – Hoofdkenmerken van zuren en basen Zuur = (deel) dat één of meer H+ kan afstaan Organische zuren (ethaanzuur, oxaalzuur, melkzuur) Anorganische zuren Instabiele zuren: H2CO3, H2SO3 Stabiele zuren: H2SO4 (tweewaardig zuur) H3PO4 (driewaardig zuur) Ionen als zuren, HSO4- + H2O H3O+ + SO42-
Zure oplossing H3O+(aq) Oxoniumion Niet stabiel
§8.3 – Hoofdkenmerken van zuren en basen Base = deel dat één of meer H+ kan opnemen CO32-, NH3, OH-
Basische oplossing OH-(aq) Metaaloxiden reageren CaO +H2O Ca2+ + 2OH N-atomen kunnen reageren als base, bijvoorbeeld NH3 + H2O NH4+ + OHMaar ook een aminogroep aan een koolstofketen
Experiment 8.1 De volgende begrippen Zuur en base Zure oplossing en basische oplossing Zuurgraad
Alcohol (OH-groep) reageert niet als zuur (uitzondering benzenol)
Zuur en base samen wordt neutraal (afhankelijk van hoeveelheden en concentraties)
Experiment 8.2 [HCl] mol L-1
pH
1,0·10-1 1,3 1,0·10-2 2,1 1,0·10-3 3,0 1,0·10-4 3,8
Ionisatie [H3O+] %
[CH3COOH] mol L-1
0,0 50 7,9 10-3 1,0 10-3 1,6 10-4
1,0·10-1 3,0 10-3
1%
1,0·10-2 3,4 4 10-4 100% 1,0·10-3 3,9 1,3 10-4 158% 1,0·10-4 4,4 4 10-5
4%
50% 79%
pH
[H3O+]
Ionisatie %
13% 40%
§8.4 – De sterkte van zuren Sterk zuur: H3O+ + Z- (100% ionisatie) HCl + H2O H3O+ + Cl-
Zwak zuur: HZ(aq) (1-10% ionisatie) CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+
Sterke base O2- + H2O 2OH-
Zwakke base Deeltje dat H+ opneemt NH3 + H2O NH4+ + OH-
K waarde= evenwichtsconstante Hoe zwakker, hoe kleiner K
§8.4 – De sterkte van zuren Kz en Kb zuur- en baseconstante (evenwichtsconstante)
Des te zwakker, des te kleiner K Gehydrateerde metaalionen zwak zuur pKz =-log Kz pKb =-log Kb H2SO4
Zuur-base reactie Een reactie waarbij H+ wordt overgedragen HCl + H2O Cl- + H3O+ zuur NaOH + H2O Na+ + OH- + H2O base
H3O+ + OH- 2 H2O Vermindering zuur
Tabel 49 Sterk ioniseert volledig ENKELE PIJL Zwak ioniseert gedeeltelijk EVENWICHTSPIJL Restion van een sterk(e) zuur/base GEEN REACTIE
§8.5 – geconjugeerde zuur-baseparen Uitdelen ionenlijst DTM-T
CH3COOH
= zuur
CH3COO-
= base
CO32-
= base
HCO3-
= zuur of base : amfolyt
H2CO3
= zuur
Amfolyt = zuur én base Heeft een H en is vaak negatief
HCO3 HPO42 H2PO4 H2O Maken t/m 27
§8.6 – Enkele berekeningen 50 mL HNO3 met pH = 1,30 met water verdund tot 1 L ? Nieuwe pH = …?
HNO3 + H2O H3O+ + NO3-
§8.6 – Enkele berekeningen pH = -log [H3O+] : dus als ik die weet… Gegeven: pH(HNO3) = 1,30
[H3O+] = 10-pH = 10-1,30 = 0,05 mol/L
Maar ik heb 50 mL: dus 0,05 x 0,050 = 0,0025 mol H3O+ Die 0,0025 mol H+ verdun ik tot 1 L Dus nieuwe [H3O+] = 0,0025 mol/L Dus pH = -log[H+] = -log(0,0025) = 2,60 Maken 28, 29, 30
Zuur/base-‐reac+es Sterk zuur met sterke base Loopt 100% af
Sterk zuur met zwakke base Zwak zuur met sterke base
Evenwicht ligt zeer sterk rechts (bijna 100%)
Zwak zuur met zwakke base
Controleer in Binas 49. Staat zuur boven base dan reac+e. (Evenwichtsreac+e) Staat zuur onder base. Evenwicht sterk links (geen reac+e)
Samen opdracht 34
Zuur/base reacties Geef de zuur/basereactie tussen … natriumsulfaatoplossing en diwaterstofsulfide … waterstoffluoride-oplossing en een oplossing van natriumsulfide
… kaliumcyanide-oplossing en vast natriumwaterstofsulfaat
… overmaat zoutzuur en een natriumcarbonaatoplossing
… fosforzuur en een overmaat calciumoxide
8.7 – kwantitatieve analyse Kwantiteit = hoeveelheid
Dus: hoeveel stof zit er in?
Idee: als ik weet hoeveel ik van het A heb en ik weet hoeveel A met B reageert weet ik ook hoeveel B ik heb
8.7 – kwantitatieve analyse Hoeveel azijnzuur in azijn?
Titratie Zuur base reactie zwak zuur, dus met sterke base CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O Equivalentiepunt 10,00mL X M CH3COOH met 0,1080M NaOH-oplossing. Wat is X?
CH3COOH (aq) + OH- (aq) 1,443 mmol H3O+ Dit zit in 10,00 ml azijnzuur
1,443 mmol OH13,36 mL 0,1080 M
Dus 0,1443 mol in 1 L azijn. Dus 0,1443 M Azijnzuur
à H2O + CH3COO- (aq)
Demotitratie … Voor de titratie van 10,00 mL zoutzuur is 11,02 mL 0,0983 M NaOH nodig. Bereken M HCl
11,02 mL 0,0983 M NaOH = 1,0833 mmol OH OH- + H3O+ 2H2O 1
:
1
Dan heb ik ook 1,0833 mmol HCl gehad 1,0833 mmol / 10,00 mL = 0,108 mol/L
CH3COOH (aq) + OH- (aq) 1,053 *10^-3 mol H3O+ Dit zit in 10,00 ml verdund Azijnzuur
à H2O + CH3COO- (aq)
1,053 *10^-3 mol OH10,53 ml 0,1000 M
Dus 1,053 *10^-1 mol in 1 L verdund azijn. Dus 1,053 *10^-1 M Azijnzuur Maar, de originele oplossing is 10 keer verdund. Dus de originele molariteit is 10 keer zo groot. 1,053 M originele azijnzuuroplossing 1,053 mol in 1 L = (1,053 * 60.00 =) 63.18 gram in 1 L Dus is het goede tafelazijn (6,318 massa %)
