H16. Berekeningen aan zuren en basen

Algemene info Zuur Deeltje dat H+ afstaat HCl + H2O  H3O+ + Cl- Base Deeltje dat H+ opneemt NH3 + H2O  NH4+ + OH- Notatie; Sterk zuur/base: H3O+ + Z- (100% ionisatie) Zuren tot H3O+, basen tot OH- Zwak zuur/base: HZ(aq) (1-10% ionisatie) Zuren tot H2O, basen tot H2O rest te zwak

Algemene info pH = -log [H3O+] [H3O+] = 10-pH pOH = -log [OH-] [OH-] = 10-pOH pH + pOH = pkw (T afhankelijk, Binas 50A) Significantie; aantal signi in conc geeft aantal decimalen. [H3O+] =1,0E-2 pH=2,00 LET OP: instabiele zuren, bijv. H2CO3 Amfolyt; afhankelijk van kz en kb; HCO3- = base omdat kb>kz

pH berekening Sterk Sterk zuur: HNO3 + H2O  H3O+ + NO3- 0,10 M HNO3 pH = -log [H3O+] = 1,00 100% geïoniseerd, HNO3 geeft 1 H+ af dus zoals hier boven. Sterke base: 0,20 gram calciumoxide in 0,500 liter water bij kamertemperatuur, bereken pH. CaO(s) + H2O(l)  Ca2+(aq) + 2OH-(aq)  x 2  0,00357 mol 0,00713 mol : 56,08 g/mol : 0,500 liter [OH-] = 0,014 M 0,20 gram pOH=-log [OH-]=1,85  pH=12,15

Verloopt de reactie? Sterk zuur met sterke base Loopt 100% af Sterk zuur met zwakke base en 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 reactie. (Evenwichtsreactie) Staat zuur onder base. Evenwicht sterk links (geen reactie)

Regels voor reactievergelijkingen Noteer alle deeltjes Sorteer zure en basische deeltjes Sterkste zuur en base Verloopt een reactie en hoe vaak? Stel de vergelijking op Klopt je vergelijking wbt deeltjes en lading Check of er deeltjes dubbel staan of binding aangaan Ammonia met azijnzuur NH3(aq), H2O, CH3COOH(aq) Zwak zuur met zwakke base dus evenwicht! zuur base H2O CH3COOH NH3 CH3COOH (aq) + NH3 (aq)  CH3COO- (aq) + NH4+ (aq)

Vergelijkingen oefenen Geef de vergelijking tussen Overmaat HCl opl en Na3PO4 (s) NH3 opl en HF opl HIO opl en NaOH (s) 3H3O+ + Na3PO4(s)  H3PO4 + 3Na+(aq) + 3H2O NH3(aq) + HF (aq)  F-(aq) + NH4+(aq) HIO(aq) + NaOH (s) Na+(aq) + IO-(aq) + H2O

Koolzuur evenwicht Koolstofdioxide lost slecht op in water CO2(g) + H2O(l)  H2CO3 (aq) (1) Koolzuur is zwak zuur H2CO3(aq) + H2O(l)  H3O+(aq) + HCO3- (aq) (2) HCO3- (aq) + H2O(l)  H3O+(aq) + CO32- (aq) (3) Stel; We voegen OH- opl toe In (3) neemt H3O+(aq) af. Dus evenwicht naar recht. Minder HCO3- (aq) in (2) betekent ook ev in (2) naar rechts. Dus minder H2CO3 in (1) dus ev naar rechts. Conclusie: door pH omhoog  minder [CO2(g)] We voegen H3O+ opl toe; Conclusie: door pH omlaag  [CO2(aq)] stijgt

Koolzuur evenwicht

Koolzuur evenwicht Exp 16.2 Bestuderen 16.3 Maken opgave tot en met 11

Zwak zuur/base berekening HZ (aq) + H2O  Z- (aq) + H3O+ (aq) kz =[Z- ] . [H3O+] [HZ] kz= x2 (0,10 – x) V 0,10 T N -x +x +x 0,10-x x x

Zwak zuur berekening pH van 0,10 M HNO2-oplossing berekenen HNO2 niet 100% geïoniseerd, dus met zuurconstante berekenen. HNO2(aq) + H2O(l) NO2- (aq)+ H3O+(aq) V 0,10 0 0 T -x +x +x N 0,10-x x x kz = [NO2- ] . [H3O+] = 5,6.10-4 [HNO2] x = [H3O+] ? Grafische rekenmachine x=7,2E-3 pH= 2,14

Extra pH Extra opgave 5; Bereken de pH van een oplossing van 1,0 · 10-1 M azijnzuur 1,0 · 10-2 M HCN 0,10 M zoutzuur 0,10 M NaCN-oplossing 0,020 M waterstoffluoride-oplossing 1,0 M HNO2 0,010 M KF-oplossing

Antwoorden extra pH 1 CH3COOH(aq) + H2O ↔ CH3COO-(aq) + H3O+(aq) Kz = 1,8 * 10-5 0,10 mol 0 0 -X +X +X 0,10-X X X Kz= [CH3COO-(aq)] * [H3O+(aq)]/ [CH3COOH(aq)] = X2/(0.1-X)  Gr X = 0.0013 pH = 2,88 2 X= 2.470 * 10-6 pH = 5.61 3 Sterk zuur pH= 1 4 X= 1.25 * 10-3 pOH = 2.90 pH = 11.10 5 X= 3.25 * 10-3 pH = 2.49 6 X= 2.34 * 10-2 pH = 1.63 7 X= 3.99 * 10-7 pOH = 6.4 pH = 7.6

instinker 4x3 = 4,7 ∙ 10-6  x=1,06 ∙ 10-2 [OH-] = 2* 1,06 ∙ 10-2 Wat is de pH van een verzadigde oplossing van Ca(OH)2? Rv Ca(OH)2  Ca2+ + 2OH- Ks Ks =[Ca2+]∙[OH-]2 = 4,7 ∙ 10-6 4x3 = 4,7 ∙ 10-6  x=1,06 ∙ 10-2 [OH-] = 2* 1,06 ∙ 10-2 pOH=1,67 pH = 12,32

Buffer Oplossing waarvan de pH maar klein beetje verandert, bij toevoegen van sterk zuur/base of bij verdunning Bestaat uit mengsel van zwak zuur en geconjugeerde base in verhouding 1:10 tot 10:1 CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+ kz =[CH3COO- ] . [H3O+] [CH3COOH] Buffercapaciteit; hoeveel zuur/base de buffer kan hebben. Als 1:1 dan is pH=Kz Buffer berekening 0,20 mol acetaat en 0,80 mol azijnzuur in bepaald volume pH= 4,14 Nu 50 mL 1M zoutzuur toevoegen. (Vol verandering verwaarlozen) pH = 4,0 geworden

Buffer in lichaam CO2 (aq) + H2O (l)  H2CO3 (aq) (1) H2CO3 (aq) +Hb(aq)  HCO3- (aq) + HHb+(aq) (2) HHb+ + O2  HHbO2+ Spier Bloed Longen Koolzuurbuffer in lichaam. Kz = 8,0E-7, pH Bloed=7.4 8,0E-7 = 4E-8 · [HCO3-]/[H2CO3] [HCO3-]/[H2CO3]= 20/1, kan vooral zuren bufferen