H8 – zuren en basen - CLZ vaklokalen

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
Indicator (tabel 52A)
Zuurgraad 0-14?
basische oplossingen
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 H 3 O + of OH - .
pH = -log[H 3 O + ]; [H 3 O + ] = 10 -pH
pOH = -log[OH - ]; [OH - ] = 10 -pOH
pH + pOH = 14 (bij T=298K; T-afhankelijkheid: 50A)
[OH - ] × [H 3 O + ] = 1,0·10 -14 mol L -1
pH zuiver water -> [OH - ] = [H 3 O + ] => 7
Belangrijke rekenregel:
Aantal decimalen in pH ≙ aantal significante cijfers in [H 3 O + ]

Oefening met pH
Bloed heeft een pH tussen 7,33 en 7,42.
Geef aan binnen welke grenzen de [H 3 O + ] zich bevindt.
[H 3 O + ] = 10 -pH dus 10 -7,33 = 4,7·10 -8 mol/l
[H 3 O + ] = 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: H 2 CO 3 , H 2 SO 3
Stabiele zuren:
H 2 SO 4 (tweewaardig zuur) H 3 PO 4 (driewaardig zuur)
Ionen als zuren, HSO 4 - + H2 O H 3 O + + SO 4 2-
Zure oplossing
H 3 O + (aq)
Oxoniumion
Niet stabiel

§8.3 – Hoofdkenmerken
van zuren en basen
Base = deel dat één of meer H + kan opnemen
CO 3 2- , NH3 , OH -
Basische oplossing
OH - (aq)
Metaaloxiden reageren
CaO +H 2 O Ca 2+ + 2OH -
N-atomen kunnen reageren als base, bijvoorbeeld
NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH -
Maar 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)

[HCl]
mol L -1
pH
Experiment 8.2
[H 3 O + ]
1,0·10 -1 1,3 0,0
50
1,0·10 -2 2,1 7,9
10 -3
1,0·10 -3 3,0 1,0
10 -3
1,0·10 -4 3,8 1,6
10 -4
Ionisatie
%
[CH 3 COOH]
mol L -1
pH
[H 3 O + ]
50% 1,0·10 -1 3,0 10 -3 1%
79% 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
Ionisatie
%
4%
13%
40%

§8.4 – De sterkte van zuren
Sterk zuur: H 3 O + + Z - (100% ionisatie)
HCl + H 2 O H 3 O + + Cl -
Zwak zuur: HZ(aq) (1-10% ionisatie)
CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - + H 3 O +
Sterke base
O 2- + H 2 O 2OH -
Zwakke base Deeltje dat H + opneemt
NH 3 + H 2 O NH 4 + + 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
H 2 SO 4

Zuur-base reactie
Een reactie waarbij H + wordt overgedragen
HCl + H 2 O Cl - + H 3 O + zuur
NaOH + H 2 O Na + + OH - + H 2 O base
H 3 O + + OH - 2 H 2 O
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
CH 3 COOH = zuur
CH 3 COO - = base
CO 3 2- = base
HCO 3 - = zuur of base : amfolyt
H 2 CO 3 = zuur

Amfolyt = zuur én base
Heeft een H en is vaak negatief
HCO 3 -
HPO 4 2-
H 2 PO 4 -
H 2 O
Maken t/m 27

§8.6 – Enkele berekeningen
50 mL HNO 3 met pH = 1,30
met water verdund tot 1 L
? Nieuwe pH = …?
HNO 3 + H 2 O H 3 O + + NO 3 -

§8.6 – Enkele berekeningen
pH = -log [H 3 O + ] : dus als ik die weet…
Gegeven: pH(HNO 3 ) = 1,30
[H 3 O + ] = 10 -pH = 10 -1,30 = 0,05 mol/L
Maar ik heb 50 mL: dus 0,05 x 0,050 = 0,0025 mol H 3 O +
Die 0,0025 mol H + verdun ik tot 1 L
Dus nieuwe [H 3 O + ] = 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
CH 3 COOH + OH - CH 3 COO - + H 2 O
Equivalentiepunt
10,00mL X M CH 3 COOH met 0,1080M NaOH-oplossing. Wat is
X?

CH 3 COOH (aq) + OH - (aq) à H 2 O + CH 3 COO - (aq)
1,443 mmol H 3 O +
Dit zit in 10,00 ml azijnzuur
Dus 0,1443 mol in 1 L azijn.
Dus 0,1443 M Azijnzuur
1,443 mmol OH-
13,36 mL 0,1080 M

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 - + H 3 O + 2H 2 O
1 : 1
Dan heb ik ook 1,0833 mmol HCl gehad
1,0833 mmol / 10,00 mL = 0,108 mol/L

CH 3 COOH (aq) + OH - (aq) à H 2 O + CH 3 COO - (aq)
1,053 *10^-3 mol H 3 O +
Dit zit in 10,00 ml
verdund Azijnzuur
1,053 *10^-3 mol OH-
10,53 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 %)