Zuren en basen Zure stoffen kennen we allemaal; bv azijn of ontkalker Wanneer is een stof zuur of juist niet zuur (dus basisch) ?? Een stof is zuur als er meer zure dan basische deeltjes zijn !!! omgekeerd geldt dan natuurlijk ook Een stof is basisch als er meer basische dan zure deeltjes zijn !!! mlavd@BCEC

Zure stof: H+ -deeltjes afstaan Zuren en basen pH < 7 Zure stof: H+ -deeltjes afstaan Basische stof: H+-deeltjes opnemen pH > 7 Neutraal: pH = 7 mlavd@BCEC

Zuur: H+ -deeltjes afstaan Basisch: H+-deeltjes opnemen Zuren en basen BINAS (dat had je toch niet verwacht he ?) Zuur: H+ -deeltjes afstaan Basisch: H+-deeltjes opnemen Hoe weet je of een stof zuur of basisch is ??? In Binas T49 staan een groot aantal van de zuren en basen die veel gebruikt worden vermeld. Linker kolom de zuren en rechterkolom de basen mlavd@BCEC

Zuur: H+ -deeltjes afstaan Basisch: H+-deeltjes opnemen Zuren en basen Zuur: H+ -deeltjes afstaan Basisch: H+-deeltjes opnemen pH < 7 pH > 7 De combinatie van zuren en basen op 1 regel noemen we een geconjugeerd zuur-base paar Het zuur links + water wordt de stof rechts + H3O+ De base rechts + water wordt de stof links + OH- mlavd@BCEC

Zuren en basen Welke relatie kan je afleiden tussen [H+] en pH mlavd@BCEC

Zuren en basen: [H3O+] vs pH pH = - log [H3O+] mlavd@BCEC

Zuren en basen: [OH-] vs pOH pOH = - log [OH-] mlavd@BCEC

Zuren en basen: pH vs pOH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 pOH 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 -1 pH + pOH 14 14 pOH + pH = 14  pOH = 14 - pH  pH = 14 - pOH mlavd@BCEC

Zuren en basen: [H3O+] vs [OH-] pH 1 2 3 4 5 6 7 [H3O+]   [OH-] pOH 14 13 12 11 10 9 8 [H3O+]*[OH-] = Kw 10-0 10-1 10-2 10-3 10-4 10-6 10-7 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-14 pH = -log [H3O+]  [H3O+] =10-pH pOH = -log [OH-]  [OH-] =10-pOH pH + pOH = pKw = 14 [OH-]*[H3O+] = Kw = 10-14 mlavd@BCEC

Zuren en basen Bereken pH van 0,15 M H3O+ pH = -log 0,15 = 0,82 Bereken pH van 0,15 M OH- pOH = -log 0,15 = 0,82  pH = 14 – 0,82 = 13,18 Bereken pH van 10 gram KOH/L = 0,178 mol KOH/L = 0,178 mol OH-/L pOH = - log 0,178 = 0,75  pH = 14 – 0,75 = 13,25 mlavd@BCEC

Zuren en basen: indicatoren mlavd@BCEC

Zuren: kenmerken Een zuur staat H+ deeltje af waardoor de pH < 7 wordt Er bestaan organische zuren (bevatten C-atomen) en anorganische zuren (bevatten geen C-atomen) Organisch (voorbeelden): Azijn Mierezuur oxaalzuur mlavd@BCEC

Basen: kenmerken Een base neemt H+ deeltje op waardoor de pH > 7 wordt mlavd@BCEC

Zuren en basen: oplossen Stap 1: bepaal de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Zuur base Zuur 1 Base 1 Zuur 2 Base 2 Stap 2: bepaal of het een sterk/zwak zuur of sterke/zwakke base is mlavd@BCEC

Zuren en basen: oplossen Stap 3: maak de oplosvergelijking Als Kz van zuur >>>>> 1 dan is het een sterk zuur en is de oplosvergelijking aflopend Als Kz van zuur < 1 dan is het een zwak zuur en is de oplosvergelijking een evenwicht mlavd@BCEC

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen salpeterzuur in water Stap 1+2: salpeterzuur  Sterk zuur (Kz >>>> 1) Stap 3: HNO3 + H2O  NO3- + H3O+ H+ mlavd@BCEC

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen ammoniumnitraat in water Stap 1+2: ammonium  zwak zuur (Kz < 1) aq NH4NO3  NH4+ + NO3- Stap 3: NH4+ + H2O  NH3 + H3O+ H+ mlavd@BCEC

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen natronloog in water Stap 1+2 +3: natronloog bevat al OH- NaOH(s) aq Na+(aq) + OH-(aq)  Sterke base (Kb > 1) mlavd@BCEC

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen ammoniak in water Stap 1+2: ammoniak  Zwakke base (Kb < 1) Stap 3: NH3 + H2O  NH4+ + OH- H+ mlavd@BCEC

Zuren en basen: oplossen Animatie oplossen ammoniak in water: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/NH3eqtg.html Animatie oplossen azijn in water: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/aceticeq.html mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Stap 1: bepaal de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Zuur base Zuur 1 Base 1 Zuur 2 Base 2 Stap 2: bepaal het sterkste zuur en sterkste base Stap 3: maak de reactievergelijking kloppend mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van natronloog met zoutzuur Stap 1+2: Zuur base H3O+ OH- H2O H2O Stap 3: H3O+ + OH-  2 H2O mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van kaliloog met salpeterzuur Stap 1+2: Zuur base H3O+ OH- H2O H2O Stap 3: H3O+ + OH-  2 H2O mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van kaliloog met ammonium-oplossing Stap 1+2: Zuur base NH4+ OH- H2O H2O Stap 3: NH4+ + OH-  NH3 + H2O mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van natriumacetaat-oplossing met ammonium-oplossing Stap 1+2: Zuur base NH4+ CH3COO- H2O H2O Stap 3:NH4+ + CH3COO-  NH3 + CH3COOH Waarom evenwicht ? mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Stap 3: NH4+ + CH3COO-  NH3 + CH3COOH Sterke base met sterk zuur  aflopend Sterke base met zwak zuur  aflopend Sterk zuur met zwakke base  aflopend Zwak zuur met zwakke base  evenwicht mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Stap 3: NH4+ + CH3COO-  NH3 + CH3COOH Zwak zuur met zwakke base  evenwicht Bepaling Kev Kev = Kz (zuur voor de pijl)/ Kz (zuur na de pijl) Kev = 5,6*10-10 / 1,8*10-5 = 3,11*10-5 Kev << 1  reactie verloopt (vrijwel) niet mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties Kev = Kz (zuur voor de pijl)/ Kz (zuur na de pijl) Kev << 1  reactie verloopt (vrijwel) niet Ertussen in: reactie verloopt als evenwicht Kev >> 1  reactie verloopt (vrijwel) aflopend mlavd@BCEC

Zuren en basen: reacties A) Geef de reactie die op kan treden als de volgende stoffen gemengd worden. B) Leg uit of het via een evenwicht verloopt; zo ja geef dan ook de Kev 1) Zoutzuur met Kaliumcyanide-oplossing H3O+ + CN-  H2O + HCN (sterk + zwak  aflopend) 2) Azijnzuur-opl met natriumwaterstofoxalaat-oplossing CH3COOH + HC2O4-  CH3COO- + H2C2O4 (zwak + zwak  evenwicht: Kev = / = mlavd@BCEC

Berekeningen aan zwakke zuren /basen, buffers en titraties mlavd@BCEC

Zuren en basen mlavd@BCEC

Zuren en basen mlavd@BCEC

Zuren en basen mlavd@BCEC

Zuren en basen mlavd@BCEC

Dit punt noemen we ook wel: equivalentiepunt Zuren en basen Neutralisatie: er is precies evenveel mol zuur als base aanwezig dat met elkaar reageert Dit punt noemen we ook wel: equivalentiepunt mlavd@BCEC

Zwakke zuren en basen In het vorige deel over zuren en basen hebben we het hoofdzakelijk gehad over sterke zuren en basen. Nu gaan we het hebben over zwakke zuren en basen. Wat is het eigenlijk nu verschil tussen sterke en zwakke zuren en basen ??? Een animatie van zuur Een animatie van basen Extra animatie van zuur mlavd@BCEC

Zwakke zuren en basen Hoe definiëren we de ‘zuurheid’ van zwakke zuren ? Aangezien ze slechts gedeeltelijk ioniseren zal het zwakke zuur HB soms H+ aan water geven en soms een H+ terugkrijgen mlavd@BCEC

Zwakke zuren en basen Zoals je ziet is het verschil dus dat sterke zuren of basen 100% splitsen naar H3O+ en OH- en zwakke zuren of basen een evenwicht vormen. Sterk zuur: HZ + H2O  Z- + H3O+ Zwak zuur: HZ + H2O  Z- + H3O+ Sterke base: B- + H2O  HB + OH- Zwakke base: B- + H2O  HB + OH- mlavd@BCEC

Zwakke zuren en basen M.b.v. de Kz bij een zuur of de K bij een base kan je de pH uitrekenen van zwakke zuren of basen Kz = [H3O+] * [Z-] = [H3O+]2 . [HZ]0 - [H3O+] [HZ]0 - [H3O+] Kb = [OH-] * [HZ] = [OH-]2 . [Z-]0 - [OH-] [Z-]0 - [OH-] mlavd@BCEC

Zwakke zuren en basen Kz = [H3O+]2 . [HZ]0 - [H3O+] Bereken de pH van 15,0 g azijn in 1,50 L water Kz = [H3O+]2 . [HZ]0 - [H3O+] 1,8*10-5 = [H3O+]2/(0,17 - [H3O+])  [H3O+] = 0,00175 M pH = -log 0,00175 = 2,76 mlavd@BCEC

Zwakke zuren en basen Kb = [OH-]2 . [Z-]0 - [OH-] Bereken de pH van een oplossing van 1,50 g Natriumcarbonaat in 3,00 L water Kb = [OH-]2 . [Z-]0 - [OH-] 2,1*10-4 = [OH-]2 . 0,014 - [OH-]  [OH-] =  pOH =  pH = mlavd@BCEC

Zwakke zuren en basen Kb = [OH-]2 . = 5,5*10-10 [Z-]0 - [OH-] Bereken hoeveel natriumacetaat opgelost moet worden in 3,00 L water om een pH = 7,5 te bereiken Kb = [OH-]2 . = 5,5*10-10 [Z-]0 - [OH-] 5,5*10-10 = [10-6,5]2 = (2,8*10-7)2 . [Z-]0 - [10-6,5] [Z-]0 – (2,8*10-7)  [Z-] = 1,4*10-4 M  3 * 1,4*10-4 M = 5,2*10-4 mol NaAc = 0,036 g NaAc mlavd@BCEC

Buffers mlavd@BCEC

Buffers mlavd@BCEC

Buffers: eigenschappen Buffer bestaat uit een zwak zuur met geconjugeerde base pH verandert weinig als er een hoeveelheid zuur of base aan toegevoegd wordt Grensverhouding zwak zuur met geconjugeerde base zz : gec. Base = 1 : 9 zz : gec. Base = 9 : 1 mlavd@BCEC

Buffers Buffer bestaat uit een zwak zuur met geconjugeerde base en de pH verandert weinig als er een (normale hoeveelheid) zuur of base wordt toegevoegd Animatie 1: http://users.skynet.be/eddy/buffer.html Animatie 2: http://michele.usc.edu/java/acidbase/acidbase.html mlavd@BCEC

Buffers Je kan buffers op meerdere manieren maken: Manier 1: los een bekende hoeveelheid zwak zuur en het (natrium) zout van zijn geconjugeerde base op in water. Manier 2: los een bekende hoeveelheid zwak zuur op en voeg net zolang druppels natronloog toe totdat de gewenste pH bereikt is. Manier 3: los een bekende hoeveelheid zwakke base op en voeg net zolang druppels sterk zuur toe totdat de gewenste pH bereikt is. mlavd@BCEC

Buffers: de bufferformule Kbuffer = [H3O+]*[Z-]0/[HZ]0 Belangrijk als [Z-]0/[HZ]0 = 1 dan Kbuffer = [H3O+] en dus ook pKbuffer = pH mlavd@BCEC

1) Kbuffer = [H3O+]*[Z-]0/[HZ]0 Buffers: berekening 1 Bereken de verhouding tussen azijn en acetaat voor een buffer van pH = 4,8 1) Kbuffer = [H3O+]*[Z-]0/[HZ]0 2) 1,8*10-5 = 10-4,8*[Z-]0/[HZ]0 3) 1,8*10-5/10-4,8 = 1,1357 = [Z-]0/[HZ]0 4) [HZ]0 /[Z-]0 = 1/1,1357 = 0,88 / 1 mlavd@BCEC

Buffers: simulatie http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/acidbasepH/ph_buffer.html mlavd@BCEC

CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+ Buffers: berekening 2 Bereken de verandering van de pH als aan 1,0 L bufferoplossing met 0,15 M azijn en 0,15 M natriumacetaat 0,1 L 0,1 M KOH-oplossing wordt toegevoegd Berekening pH vooraf: 1,8*10-5 = [H3O+]  pH = 4,74 CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+ t0 0,15 mol 0,15 mol Δ - 0,01 mol +0,01 mol teind 0,14 mol 0,16 mol 1,8*10-5 = [H3O+]*[0,16/1,1]/[0,14/1,1]  [H3O+] = 1,8*10-5 *0,14/0,16 = 1,575 * 10-5 M  pH = 4,8  Δ pH = 0,06 mlavd@BCEC

Buffers: berekening 3 Bereken hoeveel mL 0,1 M zoutzuur je nodig hebt om 1,0 L azijn/acetaatbuffer te maken met pH = 4,8 uitgaande van een natriumacetaat oplossing. Er moet nog 0,5 mol acetaat aanwezig zijn !! Berekening vooraf: pH = 4,8 dus [HZ]0 /[Z-]0 = 1/1,1357 CH3COO- + H3O +  CH3COOH + H2O t0 0,94 mol 0,00 mol Δ -0,44 mol +0,44 mol teind 0,5 mol 0,5/1,1357= 0,44 mol Er is dus 0,44 mol azijn gemaakt 0,44 mol acetaat weg  er heeft 0,44 mol H3O+ gereageerd  0,44 mol/0,1M = 4,4 L = 4400 mL mlavd@BCEC

Zuren en basen Simulatie HCl met water: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/acidbasepH/ph_buffer.html mlavd@BCEC

Zuur base titratie Bij een titratie wordt d.m.v. het heel nauwkeurig afmeten van de hoeveelheid zuur of base dat nodig is om een onbekende hoeveelheid base of zuur volledig op te laten reageren berekend hoeveel daarvan aanwezig was. Als hulpmiddel wordt een pH–meter of indicator gebruikt. mlavd@BCEC

Zuur base titratie mlavd@BCEC

Zuur base titratie mlavd@BCEC

Zuur base titratie Titreren is dus een logisch vervolg op hfst 7 waar we de reactie tussen een zuur en een base besproken hebben, nu gevolgd door wat rekenwerk met volumes, molmassa’s en molariteiten. Stap 1: noteer de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Zuur base Zuur 1 Base 1 Zuur 2 Base 2 Stap 2: bepaal het sterkste zuur en sterkste base Stap 3: maak de reactievergelijking kloppend mlavd@BCEC

Zuur base titratie Stap 4: Bepaal hoeveel van de titrant nodig is geweest in L*mol/L = mol Stap 5: Bereken hoeveel van de te titreren stof aanwezig was in je monster dat getitreerd is Stap 6: Bepaal eventuele verdunningsfactoren en verwerk deze in de uiteindelijke berekening monster mlavd@BCEC

Zuur base titratie : titreren van X M NaOH opl met 0,11 M HCl opl Stap 1+2: Zuur base H3O+ OH- H2O H2O Stap 3: H3O+ + OH-  2 H2O mlavd@BCEC

Zuur base titratie : titreren van X M NaOH opl met 0,11 M HCl opl Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 16,50 mL 0,11 M zoutzuur gebruikt. Het monster was 25,00 mL natronloog. 16,5*10-3 * 0,11 = 1,815*10-3 mol H3O+ Equivalentiepunt = het moment waarop je precies evenveel base uit de buret hebt toegevoegd als er zuur aanwezig was in het monster (of zuur uit de buret als er base aanwezig was in het monster). Stap 5: 1,815*10-3 mol H3O+  1,815*10-3 mol OH- Stap 6: niet verdund 1,815*10-3 mol OH- in 25mL  [OH-] = 7,26*10-2 M mlavd@BCEC

Zuur base titratie Animatie Z/B-titratie: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/stoichiometry/acid_base.html mlavd@BCEC

Zuur base titratie Bv: Bereken hoeveel gram NaOH/L opgelost is in de oplossing van X M natronloog m.b.v. titratie met 0,051 M zoutzuur Bij de bepaling is uit de 100 mL oplossing die ter beschikking was 20,00 mL in een erlenmeyer gepipetteerd. Vervolgens is dit met demiwater aangevuld tot 40,00 mL. Hierna is mbv 0,051 M zoutzuur een titratie uitgevoerd. Tot aan het equivalentiepunt was 15,3 mL 0,051 M zoutzuur nodig. mlavd@BCEC

Zuur base titratie Bv: Bereken hoeveel gram NaOH/L opgelost is in de oplossing van X M natronloog m.b.v. titratie met 0,051 M zoutzuur Stap 1-3 zie vorig voorbeeld Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 15,30 mL 0,051 M zoutzuur gebruikt. 15,3*10-3 * 0,05 = 7,803*10-4 mol H3O+ Stap 5: 7,803*10-4 mol H3O+  7,803*10-4 mol OH- mlavd@BCEC

Zuur base titratie Stap 6: niet verdund (het toevoegen van demiwater veranderd niets aan de hoeveelheid OH- die in het monster aanwezig is) 7,803*10-4 mol OH- in 20,00 mL 3,9*10-2 mol OH- in 1,00 L  3,9*10-2 mol NaOH = 1,56 g NaOH/L mlavd@BCEC

Zuur base titratie Bereken: In de voorraadkast staat een 10L fles zoutzuur-oplossing met onbekende molariteit. Dit kan worden gecontroleerd mbv een Z/B-titratie met 0,100 M natronloog. Uit de fles wordt 50,00 mL overgebracht in een maatkolf en met demiwater aangevuld tot 100,00 mL. Hiervan wordt 25,00 mL in een erlenmeyer gepipetteerd en met 0,100 M natronloog getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is nodig 11,35 mL 0,100 M natronloog. Bereken: a) bereken de molariteit van de zoutzuur-oplossing b) Bereken hoeveel gram zoutzuur in de fles opgelost is mlavd@BCEC

Zuur base titratie: zoutzuur Stap 1+2: Zuur base H3O+ OH- H2O H2O Stap 3: H3O+ + OH-  2 H2O Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11,35 mL 0,100 M natronloog gebruikt. 11,35*10-3 * 0,100 = 1,135*10-4 mol OH- mlavd@BCEC

Zuur base titratie: zoutzuur Stap 5: 1,135*10-4 mol OH-  1,135*10-4 mol H3O+ (verdund) Stap 6: 50 mL  verdund tot 100 mL  2*1,135*10-4 mol = 2,27*10-4 mol H3O+ = 2,27*10-4 mol HCl/25 mL (onverdund) [ ] = 0,00908 M (onverdund) a) 9,08*10-3 M HCl mlavd@BCEC

Zuur base titratie: zoutzuur b: [ ] = 0,00908 M (onverdund)  In 10 L = 0,0908 mol HCl  0,0908 * 36,45 = 3, 310 g HCl c: bereken de pH van de oplossing in de fles [ ] = 0,00908 M (onverdund)  pH = -log(0,00908) = 2,04 mlavd@BCEC

Zuur base titratie: azijn In een azijnzuur-oplossing zou ca. 6 g/L CH3COOH aanwezig moeten zijn. Dit kan worden gecontroleerd mbv een Z/B-titratie met 0,100 M natronloog. Uit een fles azijn wordt 100,00 mL overgebracht in een 250 mL maatkolf en met demiwater aangevuld tot 250,00 mL. Hiervan wordt 25,00 mL in een erlenmeyer gepipetteerd en met 0,100 M natronloog getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is nodig 11,35 mL 0,100 M natronloog Bereken: a) hoeveel gram azijn in 1,0 L van de oplossing aanwezig was. b) De molariteit van de azijnzuur-oplossing mlavd@BCEC

Zuur base titratie Azijn Stap 1+2: CH3COOH OH- H2O H2O Stap 3: CH3COOH + OH-  CH3COO- + H2O Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11,35 mL 0,100 M natronloog gebruikt. 11,35*10-3 * 0,100 = 1,135*10-4 mol OH- mlavd@BCEC

Zuur base titratie Azijn Stap 5: 1,135*10-4 mol OH-  1,135*10-4 mol CH3COOH Stap 6: 100 mL  verdund tot 250 mL  2,5* 1,135*10-4 mol = 0,00681 g CH3COOH/25 mL 0,2724 g CH3COOH/L (2,5* verdund) a) 6,81*10-2 g CH3COOH/L b) 1,13*10-2 M CH3COOH mlavd@BCEC

Zuur base titratie Azijn c: Bereken de pH van deze azijn-oplossing Kz = [H3O+]2/([Hac]0 – [H3O+]) 1,8*10-5 = [H3O+]2/(1,13*10-2 – [H3O+]) Y1 = 1,8*10-5 Y2 = [x]2/(1,13*10-2 – x)  X = [H3O+] = 4,42*10-4 M  pH = 3,55 mlavd@BCEC

Zuur base titratie: Azijn d: Bereken de pH van deze oplossing in het equivalentiepunt Kb = [OH-]2/([Ac-]0 – [OH-]) 5,56*10-10 = [OH-]2/(1,13*10-2 – [OH-]) Y1 = 5,56*10-10 Y2 = [x]2/(1,13*10-2 – x)  X = [OH-] = 2,51*10-6 M  pOH = 5,6  pH = 14 - 5,6 = 8,4 mlavd@BCEC

Zuur base titratie Ammoniak In een ammoniak-oplossing die door fabrikant X op de markt wordt gebracht moet ca 5% NH3 aanwezig zijn. Een consumentenbond vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een monster van 25,00 mL genomen en met demiwater aangevuld tot 100,00 mL. Van dit monster wordt 10 mL genomen en getitreerd met 0,100 M HCl. De pH wordt gemeten waarvan een titratiecurve gemaakt wordt. Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,100 M HCl nodig 1. Wat is het ammoniakgehalte in de oplossing van fabrikant X 2. Leg uit welke indicator geschikt is voor deze titratie mlavd@BCEC

Zuur base titratie Ammoniak 25,00 mL  100,00 mL (4* verdund)  10 mL x mol x mol 0,1x mol y M 0,25Y M 0,25 Y M Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,100 M HCl nodig NH3 + H3O+  NH4+ + H2O 12,5*10-3 L * 0,100 M = 12,5*10-4 H3O+ = 12,5*10-4 mol NH3 Dit zit in 10 mL  12,5*10-2 M NH3 (4* verdund)  Oorspronkelijk 6,00*10-1 M NH3 Indicator: zwakke base + sterk zuur  pHeq.punt < 7  methyloranje mlavd@BCEC

Zuur base titratie: (COOH)2 In een oxaalzuur-oplossing die door fabrikant Y op de markt wordt gebracht moet ca 5% oxaalzuur aanwezig zijn. Een consumentenbond vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een monster van 5,00 mL genomen en met demiwater aangevuld tot 100,00 mL. Van dit monster wordt 20 mL genomen en getitreerd met 0,105 M NaOH. De pH wordt continu gemeten waarvan een titratiecurve gemaakt wordt. Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,105 M NaOH nodig Welke indicator is geschikt voor deze titratie ? Wat is [(COOH)2] in de oplossing van fabrikant Y. Voldoet de oplossing aan de gestelde eis van 5 m% ? mlavd@BCEC

Zuur base titratie: (COOH)2 Welke indicator is geschikt voor deze titratie ? Tweewaardig zuur  2 eq. pntn mogelijk Eq.pnt 1: (COOH)2 + OH-  HOOCCOO- + H2O Kz (COOH)2 = 5,0*10-2 en Kz (HOOCCOO-) = 6,5*10-5  Omslag tussen 1,5 en 4  dimethylgeel Eq.pnt 2: HOOCCOO- + OH-  (COO-)2 + H2O Eq.pnt ongeveer 8 - 9  indicator FFT of BTB mlavd@BCEC

Zuur base titratie: (COOH)2 (COOH)2 + 2 OH-  (COO-)2 + 2 H2O Monster  100,00 mL  20 mL 5,00 mL x mol x mol x/5 mol Y mol/L Y/20 mol/L Y/20 mol/L 12,5*10-3 * 0,105 = 1,31*10-3 mol NaOH = 2,62*10-3 mol (COOH)2 2,62*10-3 mol (COOH)2 in 20 mL  0,13125 M (20x verdund) 0,13125 M (20x verdund)  onverdund = 2,6 M (COOH)2 2,6 M (COOH)2 = 236,25 g (COOH)2/L = 2,36*102 % >> 5%  voldoet niet mlavd@BCEC

Zuur base titratie: CH3COOH Bepalen equivalentiepunt: Officieel moet je 2 raaklijnen tekenen op de plek waar de verandering van richtings-coëfficiënt het grootst is. Vervolgens een loodlijn trekken en op de plek waar de titratiecurve de loodlijn in 2 exact gelijke delen verdeelt vind je dan het gezochte equivalentiepunt. mlavd@BCEC

Zuur base titratie: CH3COOH Bepalen equivalentiepunt: In de praktijk neem je het punt halverwege het steile gedeelte van de titratiecurve en kijk je bij hoeveel mL dit in de curve is. mlavd@BCEC

Zuur base titratie: (COOH)2 Uit de curve blijkt dat de pH van het eq.pnt ca. 7-8 zal zijn  geschikt zijn: fenolftaleïne of methylblauw. mlavd@BCEC

Zuur base titratie: CH3COOH Titratie gegevens: Er is uit een literfles een monster genomen van 25,00 mL en dit is in een 250 mL maatkolf gepipetteerd en aangevuld tot 250,00 mL met demiwater. Vervolgens is hieruit 10 mL gepipetteerd in een erlenmeyer en is getitreerd met 0,05 M natronloog. De verkregen titratiecurve is hiernaast afgebeeld. mlavd@BCEC

Zuur base titratie: CH3COOH Bepaal: 1) Hoeveel g/L is opgelost 2) [CH3COOH] 25,00 mL monster  250 mL maatkolf  10 mL getitreerd met 0,05 M OH- x mol monster  x mol maatkolf  0,04 x mol getitreerd met 0,05 M OH- Y M monster  0,1Y mol maatkolf  0,10Y M getitreerd met 0,05 M OH- 1) Hoeveel g/L is opgelost x mol monster  x mol maatkolf  0,04 x mol getitreerd met 0,05 M OH- titratie: 30*10-3 L * 0,05 M = 1,5*10-3 mol OH- = 1,5*10-3 mol CH3COOH In monster zat: 25*1,5*10-3 = 3,75*10-2 mol CH3COOH = 2,25 g CH3COOH In 1 L zat: 2,25 g/0,025 L= 90 g CH3COOH/L mlavd@BCEC

Zuur base titratie: CH3COOH 25,00 mL monster  250 mL maatkolf  10 mL getitreerd met 0,05 M OH- x mol monster  x mol maatkolf  0,04 mol getitreerd met 0,05 M OH- Y M monster  0,1Y mol maatkolf  0,10Y M getitreerd met 0,05 M OH- 2) [CH3COOH] Y M monster  0,1Y mol maatkolf  0,10Y M getitreerd met 0,05 M OH- 1,5*10-3 mol CH3COOH in 10 mL  0,15 M CH3COOH (verdund)  0,15 M *10 = 1,5 M CH3COOH (onverdund in monster)  0,15 M *10 = 1,5 M CH3COOH (onverdund in monster) mlavd@BCEC

Zuur base titratie: H3PO4 1. Welke indicator (en) is (zijn) geschikt voor deze titratie pH eq.pnt 1 = 3,5  dimethylgeel pH eq.pnt 2 = 8 fenolftaleïen pH eq.pnt 3 = 11,6 Deze is slecht te zien  valt af mlavd@BCEC

Zuur base titratie: H3PO4 2. Wat is het [H3PO4] in de op- lossing van fabrikant X als voor de titratie gebruik is ge- maakt van 25,00 mL monster. eq.pnt 1 OH- : H3PO4 = 1: 1 eq.pnt 1 = 25,5 mL*0,08 M  0,002 mol OH- = 0,002 mol H3PO4/25mL  0,082 M H3PO4 0,08 M OH- mlavd@BCEC

Zuur base titratie: H3PO4 2. Wat is het [H3PO4] in de op- lossing van fabrikant X als voor de titratie gebruik is ge- maakt van 25,00 mL monster. Controle via eq.pnt 2:  OH- : H3PO4 = 2 : 1 eq.pnt 2 = 51,0 mL*0,08 M  0,004 mol OH- = 0,002 mol H2PO4-/25mL  0,082 M H3PO4 0,08 M OH- mlavd@BCEC

Zuur base titratie: H3PO4 3. Bepaal uit de titratiecurve de Kz van: H3PO4, H2PO4- en HPO42- ½ eq.pnt 1: [H3PO4] : [H2PO4-] = 1 : 1 én altijd de formule: Kz 1 = [H3O+]*[H2 PO4-] /[H3PO4]  Kz 1 = [H3O+] pKz 1 = pH ½ eq.pnt 2: [H2PO4-] : [HPO42-] = 1 : 1 én altijd de formule: Kz 2 = [H3O+]*[H2 PO42-] /[H2PO4 -]  Kz 2 = [H3O+] pKz 2 = pH mlavd@BCEC

Zuur base titratie: H3PO4 4. Bepaal de Kz van H3PO4 en H2PO4- ½ eq.pnt 3 geldt: [HPO42 -] : [PO43-] = 1 : 1 én altijd de formule: Kz 3= [H3O+]*[H2 PO4-] /[H3PO4]  Kz 3 = [H3O+] pKz 3 = pH mlavd@BCEC

Zuur base titratie: H3PO4 pKz 1 = pH = 1,5  Kz H3PO4 = 3,16*10-2 pKz 2 = pH = 5  Kz H2PO4- = 10-5 pKz 3 = pH = 10,2  Kz HPO42- = 6,31*10-11 mlavd@BCEC

Zuur base titratie: kaliloog 1. Welke indicator (en) is (zijn) geschikt voor deze titratie Sterk zuur met sterke base Eq.pnt = 7,0 fenolftaleïen 0,08 M H3O+ mlavd@BCEC

Zuur base titratie: kaliloog 2. Bereken hoeveel g/L KOH De oplossing van fabrikant X bevat als 25 mL monster gebruikt is. Eq.pnt = 25,5 mL 0,08 M 25,5*10-3 L*0,08 M = 2,04*10-5 mol H3O+ = 2,04*10-5 mol OH- 2,04*10-5 mol OH- in 25 mL  8,16*10-2 M OH- 0,08 M H3O+ mlavd@BCEC

Zuur base titratie: Na2CO3 1. Hoeveel g/L Na2CO3 is aanwezig in de oplossing van fabrikant X CO3 2 - + H3O+  HCO3- + H2O Eq.pnt 1 = 24,0 mL 0,08 M 24,0*10-3 L*0,05 M = 1,20*10-3 mol H3O+  1,20*10-3 mol CO32-/25,0 mL 4,8*10-2 mol Na2CO3/L 5,09 g Na2CO3/L 0,05 M H3O+ mlavd@BCEC

Zuur base titratie: Na2CO3 2. Bepaal uit de titratiecurve de Kb van: HCO3- en CO32- ½ eq.pnt 1: Kb 1 = [OH-] pKb 1 = pOH = 14-pH 14 – 8,2 = pOH = pKb 1 = 5,8 Kb 1 = [OH-] = 10-5,8 = 1,58*10-6 0,05 M H3O+ mlavd@BCEC

Zuur base titratie: Na2CO3 ½ eq.pnt 2: Kb 2 = [OH-] pKb 2 = pOH = 14-pH 14 – 4,5 = pOH = pKb 2 = 9,5 Kb 2 = [OH-] = 10-9,5 = 3,16*10-10 0,05 M H3O+ mlavd@BCEC

Zuur base titratie: Na2CO3 3. Leid uit je berekeningen de Kz van H2CO3 en HCO3- af Kb HCO3- x Kz H2CO3 = Kb CO32- x Kz HCO3- = 10-14 3,16*10-10 x Kz H2CO3 = 10-14  Kz H2CO3 = 10-14 /3,16*10-10 = 3,16*10-5  Kz H2CO3 = 3,16*10-5 Kb CO32- x Kz HCO3- = 10-14  Kz HCO3- = 10-14 /1,58*10-6 = 6,33*10-9  Kz HCO3- = 6,33*10-9 mlavd@BCEC