Ionisatie-evenwichten zuren en basen

Presentatie over: "Ionisatie-evenwichten zuren en basen"— Transcript van de presentatie:

1 Ionisatie-evenwichten zuren en basen
p. 233

2 Zuren en basen

3 8.1 ionisatie-evenwichten
Meten van elektrische geleidbaarheid Stofhoeveelheidconcentratie 0,1 mol/liter H2O H2O + suiker H2O + zout H2O + waterstofchloride H2O + azijnzuur

4 Bereiding van de testoplossing suiker (C6H12O6)
M C6H12O6 = 180g/mol Welke massa aan suiker moeten we afwegen om op te lossen tot 250ml?

5 Bereiding van de testoplossing keukenzout (NaCl)
M NaCl = 58g/mol Welke massa NaCl moeten we afwegen om een oplossing van 0,1 mol/l te bekomen?

6 Bereiding van de testoplossing Waterstofchloride (HCl)
De massafractie van de sterk geconcentreerde HCl-oplossing ω=37% Welke concentratie heeft de HCl-oplossing? Welk volume HCl-oplossing moeten we oplossen tot 250ml om een c=0,1mol/l te bekomen? M HCl = 36,5g/mol

7

8 ωHCl=37% ρ=1,16kg/l

9 ωazinzuur=96%=0,96 ρ=......kg/l (zie fles)
Bereiding van de testoplossing azijnzuur (CH3COOH) Welk volume ijsazijn met massafractie 96% moet men afwegen om een oplossing van 0,1 mol/l te bekomen? ωazinzuur=96%=0,96 ρ=......kg/l (zie fles)

10 Het ontstaan van vrije ionen in een elektrolytoplossing
ionisatieproces dissociatieproces 1,7<ΔEN<1,7 Na+Cl- + H2O Na+(aq) + Cl-(aq) HCl + H2O H+ + Cl- HCl + H2O H+(aq) + Cl-(aq) molecule gehydrateerde ionen

11 8.2 ionisatie-evenwichten van zuren en basen p.236
Zuur/Base theorie volgens S. Arrhenius HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4, H2S, CH3COOH Zuur: HCl + H2O H+(aq) + Cl-(aq) NaOH, Ca(OH)2, KOH, NH4OH Base: NaOH + H2O Na+(aq) + OH-(aq) Hoe reageert Na2CO3 Hoe reageert Al2(SO4)3 Base... maar er is geen OH? Zuur... maar er is geen H?

12 8.2 ionisatie-evenwichten van zuren en basen p.236
Zuur/Base theorie volgens Brönsted -Lowry Een zuur is een protonendonor PD: HCl + H2O H3O+(aq) + Cl-(aq) Een base is een protonenacceptor PA: NH3 + H2O NH4+(aq) + OH-(aq) zuur+ base  geconj. base + geconj. zuur

13 Autoprotolyse van water

14 8.3 Sterkte van zuren en basen Het ionisatie-evenwicht van water p.239
Het ionenproduct van water KW H2O + H2O  H3O+ + OH- Zuiver water is slecht elektrisch geleidend dus evenwicht ligt naar links De evenwichtsconcentratie is bijna gelijk aan de beginconcentratie maw een constante bij 25°C

15 Temperatuursafhankelijkheid van Kw
H2O + H2O  H3O+ + OH- endotherm of exotherm? Exp. HCl-oplossing met NaOH-oplossing HCl  H Cl- NaOH  Na+ + OH- Na+ + Cl- + H2O

16 Reactieverloop reactiewarmte H H ≠ ≠ H+ +OH- H+ +OH- H2O H2O
reactiecoördinaat reactiewarmte

17 8.3 Sterkte van zuren en basen Het ionisatie-evenwicht van water p.240
Neutrale, zure en basische oplossingen In neutraal water is In neutrale oplossingen is In zure oplossingen is In basische oplossingen is H2O + H2O  H3O+ + OH-

18 Berekening van de concentratie van water in water

19 8.3 Sterkte van zuren en basen Zuur-en baseconstante (Kz en Kb) p.240
HB + H2O  H3O+ + B- B- + H2O  HB +OH-

20 Berekening van enkele Kz en Kb waarden
OH- + H2O  H2O + OH- H3O+ + H2O  H2O + H3O+ H2O + H2O  H3O+ + OH- Vergelijk de bekomen resultaten met tabel p.432

21 Betekenis van Kz en Kb waarden p.242
Sterke zuren vs. Zwakke zuren Sterke basen vs. Zwakke basen pKz en pKb waarden Kz1 en Kz2 en Kz3 van meerwaardige zuren (vb. fosforzuur) Kz en Kb van amfolyten (vb. HCO3-)

22 p. 242

23 Protolyse van een sterk zuur en een zwak zuur

24 Betekenis van Kz en Kb waarden p.242
Sterke zuren vs. Zwakke zuren Sterke basen vs. Zwakke basen pKz en pKb waarden Kz1 en Kz2 en Kz3 van meerwaardige zuren (vb. fosforzuur) Kz en Kb van amfolyten (vb. HCO3-)

25 Betekenis van Kz en Kb waarden p.242
Sterke zuren vs. Zwakke zuren Sterke basen vs. Zwakke basen pKz en pKb waarden Kz1 en Kz2 en Kz3 van meerwaardige zuren (vb. fosforzuur) Kz en Kb van amfolyten (vb. HCO3-)

26 p. 243

27 Betekenis van Kz en Kb waarden p.242
Sterke zuren vs. Zwakke zuren Sterke basen vs. Zwakke basen pKz en pKb waarden Kz1 en Kz2 en Kz3 van meerwaardige zuren (vb. fosforzuur) Kz en Kb van amfolyten (vb. HCO3-)

28

29 Ionisatiegraad α (splitsingsgraad)
De ionisatiegraad van een elektrolyt is een maat voor de vorming van ionen Beginhoeveelheid 100 overmaat HAc+ H2O H3O+(aq) + Ac-(aq) Evenwichts-hoeveelh. 97 3 3

30 Verband tussen Kz (Kb) en α
Beginconc is C α = ? 100 HB + H2O  H3O+ + B- α= variabel i.f.v. C Bereken de splitsingsgraad van azijnzuur in handelsazijn Conc.= 1,4 mol/l Kz = 1,7.10-5

31 azijnzuur

32 α=0,1 α= ZUREN

33 α=0,03 α= BASEN

34 Broomthymolblauw van pH 0-pH 14

35 Zuur base indicatoren Fenolftaleïne 0-14

36 pH = - log[H3O+] pOH = - log[OH-] pH + pOH = 14 p. 243

37 p. 244

38 pH schaal BASE ZUUR neutraal

39 Experimenteel werk pH van enkele voedingsmiddelen.
pH in functie van, de verdunning. Omslaggebied van een indicator.

40 100% HInd + H2O  H3O+ + Ind- Rood oranje 0% pH