Scheikunde theorie klas 1 H12: Zuren en basen Scheikunde theorie klas 1

Doel Hoofdstuk Het behandelen van zuren en basen Het kunnen rekenen met pH, pOH Opnoemen eigenschappen chemische stoffen.

Inhoud lessenreeks Les 1: H12.1 t/m H12.5 (blz. 159 t/m 169) Les 5: uitloop / vragen

Benodigdheden les 1 Smartphone Boek “MLO voor de chemie” Schrift pen

Lesdoelen les 1 De leerling kan aan het einde van de les: Aangeven wat een zuur of base is Aangeven welke pH’s er horen bij een zuur of base Aangeven wat een zuur/basepaar is Triviale namen opnoemen van veelgebruikte sterke zuren en basen.

Filmpje (12.1 tot 12.4) https://www.youtube.com/watch?v=GtNH85z-v50

Definities Zuur: een molecuul dat een proton kan afstaan. Vb: H2O -> H+ + OH- Base: een molecuul dat een proton kan opnemen. Hiervoor wordt vaak een vrij elektronenpaar gebruikt. Vb: H2O + H+ -> H3O+

Zuren (12.2) Enkele zuren kunnen meerdere protonen afstaan, zoals H2SO4: Reactie 1: H2SO4 + H2O → HSO4- + H3O+ Reactie 2: HSO4- + H2O → SO42- + H3O+ Sommige basen kunnen meerdere protonen opnemen, zoals Cu(OH)2. Reactie 1: Cu(OH)2 + H3O+ → CuOH+ + 2 H2O Reactie 2: CuOH+ + H3O+ → Cu2+ + 2 H2O

Sterke zuren en basen (Overnemen in schrift) Sterk zuur: perchloorzuur, (waterstofperchloraat), HClO4 zwavelzuur, (diwaterstofsulfaat), H2SO4 chloorzuur, (waterstofchloraat), HClO3 waterstofjodide, HI waterstofbromide, HBr zoutzuur, (waterstofchloride), HCl salpeterzuur (waterstofnitraat), HNO3 het hydronium-ion, H3O+ Sterke base: Natriumhydroxide (NaOH, de oplossing heet natronloog) Calciumhydroxide (Ca(OH)2, de oplossing heet kalkwater) Bariumhydroxide (Ba(OH)2, de oplossing heet barietwater) Kaliumhydroxide (KOH, de oplossing heet kaliloog) natriumhydride (NaH), natriumamide (NaNH2)

Geef oplosvergelijking van zuur/base in water (Opstellen in schrift) Sterk zuur: perchloorzuur, (waterstofperchloraat), HClO4 zwavelzuur, (diwaterstofsulfaat), H2SO4 chloorzuur, (waterstofchloraat), HClO3 waterstofjodide, HI waterstofbromide, HBr zoutzuur, (waterstofchloride), HCl salpeterzuur (waterstofnitraat), HNO3 het hydronium-ion, H3O+ Sterke base: Natriumhydroxide (NaOH, de oplossing heet natronloog) Calciumhydroxide (Ca(OH)2, de oplossing heet kalkwater) Bariumhydroxide (Ba(OH)2, de oplossing heet barietwater) Kaliumhydroxide (KOH, de oplossing heet kaliloog) natriumhydride (NaH), natriumamide (NaNH2)

Benodigdheden les 2 Rekenmachine Smartphone Boek “MLO voor de chemie” Schrift pen

Lesdoelen les 2 De leerling kan aan het einde van de les: Vertellen wat het verband is tussen Kw en pH Rekenen met waterevenwicht Voorbeelden geven van het pH van stoffen.

Geconjugeerde zuren en basen Geconjugeerde zuurbase paar: Een zuur en base dat bij elkaar hoort. Voorbeelden: H2SO4 / HSO4- Cu(OH)2 / CuOH+ Meer koppels in tabel 12.3 (blz. 168) Triviale namen van veelgebruikte zuren in tabel 12.4 (blz. 169)

Opdrachten maken / huiswerk Opdracht 1 (blz. 161) Opdracht 2 (blz. 163) Opdracht 3 (blz. 165) Opdracht 4 (blz. 167)

Waterevenwicht  

Effecten sterk zuur op concentraties Kw = altijd 10-14. Stel: we voegen 0,001 mol HCl toe aan 1 L H2O. Effect evenwicht? [H3O+] wordt 0,001 mol/L [OH-] kan berekend worden. Kw = [OH-]∙[H3O+] = 1∙10-14 Kw = [OH-]∙0,001 = 1∙10-14 [OH-] = 10-14 / 10-3 = 1∙10-11 mol/L

Effecten sterke base op concentraties Kw = altijd 10-14. Stel: we voegen 0,001 mol NaOH toe aan 1 L H2O. Effect evenwicht? [OH-] wordt 0,001 mol/L [H3O+] kan berekend worden. Kw = [OH-]∙[H3O+] = 1∙10-14 Kw = 0,001∙[H3O+] = 1∙10-14 [H3O+] = 10-14 / 10-3 = 1∙10-11 mol/L

Opdrachten maken Opdracht 5 (blz. 171) Opdracht 6 (blz. 171)

Benodigdheden les 3 rekenmachine Boek “MLO voor de chemie” Schrift pen

Lesdoelen les 3 De leerling kan aan het einde van de les: Rekenen met pH van verschillende oplossingen Eigenschappen opnoemen van bekende zuren en basen.

Theorie vorige lessen Zuren kunnen (meerdere) protonen afstaan. Basen kunnen (meerdere) protonen opnemen. Kw = [OH-]∙[H3O+] = 1∙10-14

pH Dus: [H+] = 10 - pH Definitie: pH = - log [H3O+]= - log [H+] Wat is pH? Omdat de getallen erg klein zijn wordt de macht van 10 genomen Als [H+]= 0,0001 dan geldt 0,0001 = 10 -4 dan pH = 4 Dus: [H+] = 10 - pH Definitie: pH = - log [H3O+]= - log [H+] PAS OP ! Van pH= 4 naar pH= 5 is een factor 10

Voorbeelden pH-berekening (2 minuten) Formule: pH = - log [H3O+] [H3O+] = 0,001 mol/L → pH = …. [H3O+] = 1∙10-11 mol/L → pH = …. [H3O+] = 1∙10-7 mol/L → pH = …. [H3O+] = 6,1∙10-11 mol/L → pH = …. [H3O+] = 6,1∙10-1 mol/L → pH = …. [H3O+] = 4,1∙10-7 mol/L → pH = ….

Voorbeelden pH [H3O+] = 0,001 mol/L → pH = - log (0,001) = 3,0

pH naar [H3O+] pH = - log [H3O+] [H3O+] = 10-pH pH = 3,0 -> [H3O+] = 0,001 mol/L ?? pH = 11,0 -> [H3O+] = 1∙10-11 mol/L ?? pH = 7,0 -> [H3O+] = 1∙10-7 mol/L pH = 10,21 -> [H3O+] = 6,1∙10-11 mol/L ??

Opdrachten maken / Huiswerk Opdracht 7 (blz. 173) Opdracht 8 (blz. 173) Opdracht 9 (blz. 173) Opdracht 10 (blz. 173)

Regel ALS: pH = - log [H3O+] DAN: pOH = - log [OH-] DUS: pH + pOH = 14 WANT: - log Kw = - log 10-14 = 14 Elke pH stap is een factor 10 Bij 10x verdunnen 1 pH dichter naar pH = 7 Factor 2 verdunnen dan pH 0,303 dichter naar 7

Voorbeelden pOH [H3O+] = 0,001 mol/L → pH = - log (0,001) = 3,0 [OH-] = 1∙10-11 mol/L → pOH = - log (1∙10-11)= 11,0 [H3O+] = 1∙10-11 mol/L → pH = - log (1∙10-11)= 11,0 [OH-] = 0,001 mol/L → pOH = - log (0,001) = 3,0 [H3O+] = 1∙10-7 mol/L → pH = - log (1∙10-7) = 7,0

Opdrachten maken Opdracht 11 (blz. 174 ) Opdracht 12 (blz. 175)

Huiswerkcontrole Reden: vermoeden huiswerk niet maken Huiswerk was: Alle opdrachten t/m opdracht 15 Huiswerk niet af: Uit klas, na project alle opgaven hoofdstuk af!! Handgeschreven samenvatting hoofdstuk 12.

Benodigdheden les 4 Rekenmachine Boek “MLO voor de chemie” Schrift Pen

Lesdoelen les 4 De leerling kan: Berekenen hoe een stof geneutraliseerd kan worden Aangeven wat een amfolyt is. De protolysegraad van enkele zwakke zuren berekenen

Samenvatting 12.13 Stof Structuur Max concentratie Dichtheid Eigenschappen Zwavelzuur H2SO4 98% (m/m) 1,84 g/ml Sterk vochtopnemend Zwaarder dan water Salpeterzuur HNO3 65% (m/m) 1,40 g/ml Ontleedt onder licht / oxiderend Zoutzuur HCl 40% (m/m) max 36% (m/m) handel   1,19 g/mL Gas bij kamertemperatuur Sterk bijtend KOH / NaOH Hygroscopisch / warmte vrij bij oplossen / goed oplosbaar Ammoniak NH3 25% (m/m) max 10% (m/m) huishoud Bestanddeel kunstmest huishoudmiddel Natrium-carbonaat Na2CO3 schoonmaakmiddel

Neutralisatie (12.15) Neutraliseren van zuur of base = pH naar 7,0 brengen Hoe: pH lager dan 7 (dus zuur): toevoegen base aan oplossing pH hoger dan 7 (dus base): toevoegen zuur aan oplossing Voorbeeld blz. 181 bekijken

Maken opdracht Opdracht 16 (blz. 181) tijdens de les Huiswerk: lezen 12.13 (blz. 176 t/m 179)!!

Amfolyt (12.16) Amfolyt = molecuul dat zowel zuur als basisch kan zijn. Voorbeeld: HSO4- Reacties: H2O + HSO4- → SO42- + H3O+ H3O+ + HSO4- → H2SO4 + OH-

Opdrachten maken Opdracht 19 (blz. 182) tijdens de les

Zwakke zuren en basen (12.17) Zwakke zuren: zuren waarvan niet 100% van alle moluculen het proton afstaan. Voorbeeld azijnzuur pK= 4,77 is maar voor 4% gesplitst. Zwakke basen: basen die niet 100% protonen opnemen. Voorbeeld ijzerhydroxide Protolysegraad: fractie zuur of base, dat gesplitst is Voorbeelden in tabel 12.6 (blz. 183)

Maken opdrachten Opdracht 23 (blz. 184) tijdens de les

Les 5 (reserve) Extra opdrachten Sheets 40 – 44: Opdrachten Sheets 45 – 50: beantwoording opdracht gewenst: eerst opdracht maken en daarna controleren.

Bekend bij leerlingen De leerling kan nu: Aangeven wat een zuur of base is Aangeven welke pH’s er horen bij een zuur of base Aangeven wat een zuur/basepaar is Triviale namen opnoemen van veelgebruikte sterke zuren en basen Aangeven wat het verband is tussen Kw en pH Rekenen met waterevenwicht en pH Eigenschappen van bekende zuren en basen opnoemen.

Extra combinatie opdrachten Een oplossing van 10 mmol HCN in 250 mL H2O kent een protolysegraad van 10%. Wat is het pH? Een oplossing van 33 g CH3COOH in 100 mL H2O kent een protolysegraad van 6,1*10-4. Wat is het pH? Een oplossing van 0,1 mol/L azijnzuur (CH3COOH) kent een pH van 3,45. Bereken de protolysegraad van azijnzuur. Bekend is dat een oplossing van 10 mmol HCN in 250 mL H2O een pH kent van 6,0 tijdens het experiment. Wat is de protolysegraad?

Extra combinatie opdrachten Een oplossing van 2,5 mmol AgOH in 10 mL H2O kent een pH van 6,7. Bereken de protolysegraad. Gegeven is dat onder bepaalde omstandigheden het volgende geldt van oplossen van 100 g H2SO4 in 1 L water. Koplos,1 = 100% en Koplos,2 = 25% Bepaal het ontstane pH. De oplossing hierboven wordt 2x verdund. Welke effect op pH heeft dit? Herhaal dit 2x.

Een oplossing van 10 mmol HCN in 250 mL H2O kent een protolysegraad van 10%. Wat is het pH? Stap 1: de concentratie HCN bepalen c(HCN) = 10 / 250 = 0,04 mmol/mL = 0,04 mol/L Stap 2: concentratie H3O+ bepalen [H3O+] = 10% * 0,04 = 0,004 mol/L Stap 3: pH berekenen pH = - log (0,004) = 2,40

Een oplossing van 33 g CH3COOH in 100 mL H2O kent een protolysegraad van 6,1*10-4. Wat is het pH? Stap 1: bereken aantal mol CH3COOH Mol CH3COOH = 33 / 60 = 0,55 mol Stap 1: de concentratie HCN bepalen c(HCN) = 0,55 / 0,1 = 5,5 Stap 2: concentratie H3O+ bepalen [H3O+] = 6,1*10-4 * 5,5 = 0,0034 mol/L Stap 3: pH berekenen pH = - log (0,0034) = 2,47

Een oplossing van 0,1 mol/L azijnzuur (CH3COOH) kent een pH van 3,45 Een oplossing van 0,1 mol/L azijnzuur (CH3COOH) kent een pH van 3,45. Bereken de protolysegraad van azijnzuur. Stap 1: [H3O+] bepalen [H3O+] = 10-3,45 = 3,55*10-4 mol/L Stap 2: protolysegraad berekenen Α = 3,55*10-4 / 0,1 = 3,55*10-3

Bekend is dat een oplossing van 10 mmol HCN in 250 mL H2O een pH kent van 6,0 tijdens het experiment. Wat is de protolysegraad? Stap 1: concentratie HCN bepalen c(HCN) = 10 / 250 = 0,004 mol/L Stap 2: [H3O+] bepalen [H3O+] = 10-6 mol/L Stap 3: protolysegraad berekenen Α = 10-6 / 0,004 = 2,5*10-4

Een oplossing van 2,5 mmol AgOH in 10 mL H2O kent een pH van 6,7 Een oplossing van 2,5 mmol AgOH in 10 mL H2O kent een pH van 6,7. Bereken de protolysegraad. Stap 1: pOH bepalen pOH = pK – pH = 14 – 6,7 = 7,3 Stap 2: Bepalen [OH-] [OH-] = 10-7,3 = 5,011*10-8 mol/L Stap 3: Bepalen [“AgOH”] 2,5 / 0,01 = 250 mol/L Stap 4: Bepalen protolysegraad 5,011*10-8 / 250 = 2*10-10

Gegeven is dat onder bepaalde omstandigheden het volgende geldt van oplossen van 100 g H2SO4 in 1 L water. Koplos,1 = 100% en Koplos,2 = 25% Bepaal het ontstane pH. Concentratie H2SO4 bepalen: (100 g / 98 g/mol) = 1,02 mol / 1L = 1,02 mol/L Concentratie H3O+ bepalen 1,25* 1,02 = 1,278 mol/L pH berekenen -log (1,278) = -0,106

De oplossing van pH = 3 wordt 2x verdund. Welk pH ontstaat er De oplossing van pH = 3 wordt 2x verdund. Welk pH ontstaat er? Herhaal dit 2x. pH = 3 [H3O+]oud = 10 -3 mol/L [H3O+]nieuw = oud / 2 = 0,0095 mol/L pH = - log (0,0005) = 3,3 [H3O+]nieuw = 0,0005 / 2 = 0,00025 mol/L pH = - log (0,00025 = 3,6 Na nogmaals 2x verdunnen pH = 3,9 hint: bereken log 2 = ……

Kennistest H12.13 Socrative