5V_herhalen H7_pH zwakke zuren en basen_2526

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

5V herhalen H7 pH zwakke zuren en basen en buffers

       Zo reken je aan een             Zo reken je aan een

       zure oplossing                      basische oplossing

Binas tabel 38A

• H2O + H2O <=> H3O+ + OH- 
• Kw = [H3O+][OH-] = 10 -14 (bij T= 298 K, zie Binas 50A)
• dus [H3O+]=[OH-]=10-7 M
• dus pH = 7 en pOH = 7
• hiermee kun je pH en pOH in elkaar omrekenen, want dan geldt: pH + pOH = 14 

Het waterevenwicht

Significantie

• Bij logaritmische berekeningen (pH rekenen) gaat significantie net iets anders.
  
• Bij het getal van de pH is alléén het aantal decimalen significant
  

pH berekening sterk zuur    pH berekening zwak zuur

aflopende reactie: beginconcentratie zuur omgezet in H3O+

pH berekening sterk zuur   pH berekening zwak zuur

aflopende reactie: beginconcentratie zuur omgezet in H3O+

evenwicht:

pH berekening sterk zuur   pH berekening zwak zuur

aflopende reactie: beginconcentratie zuur omgezet in H3O+

evenwicht:

- 0,322

pH berekening zwak zuur

evenwicht:

Instellen van het evenwicht:

HF + H2O < = > F- + H3O+

concentratie-tijd diagram:

Hoeveel H3O+ is er bij evenwicht?

= rekenen aan evenwichten (H6 !!)

= BOE-schema

                     HF + H2O < = > F- + H3O+

Begin

Omzetting                                                    .

Evenwicht

invullen Kz:

Hoeveel H3O+ is er bij evenwicht?

= rekenen aan evenwichten (H6 !!)

= BOE-schema

pH berekening sterk zuur   pH berekening zwak zuur

aflopende reactie: beginconcentratie zuur omgezet in H3O+

evenwicht:

- 0,322

Even oefenen: pH bij zwakke base

Bereken de pH van een oplossing van 0,12 M natriumcarbonaat

1. Geef de oplosvergelijking van het zout

2. Geef de evenwichtsvergelijking van de zwakke base in water

3. Maak een BOE-schema onder deze evenwichtsvergelijking

4. Geef de evenwichtsvoorwaarde en zoek de waarde van Kb op in Binas tabel 49

5. Bereken [OH-] en vervolgens pH (let op!!)

uitwerking

1. Na2CO3(s) --> 2 Na+ (aq) + CO32-(aq)

2.                       CO32-(aq) + H2O <=> HCO3-(aq) + OH-(aq)

3. begin          0,12 M                                   0                       0

omzetting       -x                                     + x                      + x

evenwicht     0,12-x                                   x                          x                     

4. Kb = [HCO3-][OH-] / [CO32-] = 2,1*10-4

5. c/Kb >100, dus x = [OH-] = wortel uit (0,12 * 2,1*10-4) = 0,00501 M

pOH = -log(0,00501) = 2,299

pH = 14,00 - 2,30 = 11,70 (2 decimalen, want concentratie gegeven in 2 significante cijfers)

amfolyten

Een amfolyt is een deeltje dat zowel H+ kan opnemen, als H+ kan afstaan

noteer en leer

Een amfolyt kan dus reageren als zuur én als base

Deze deeltjes staan dus ook tweemaal in tabel 49: een keer bij de zuren, een keer bij de basen.

bijvoorbeeld: HC2O4-(aq) , HPO42- (aq)

Buffers

Een oplossing is een buffer als het zwakke zuur en de bijbehorende (geconjugeerde) zwakke base in ongeveer gelijke hoeveelheden aanwezig zijn

Een oplossing buffert als 

                                1           <      zwakke base   <      10

                               10                   zwak zuur                 1

Leg uit of een oplossing van HF een goede buffer is 

HF + H₂O                 H₃O⁺ + F^-

Je maakt een buffer door extra F- toe te voegen, bijv een oplossing van NaF:

HF + H₂O <-- --> H₃O⁺ + F^-

Bij rekenen aan bufferoplossingen geldt dat 

                                 [F-]      [H3O+]

≠

Deze vergelijking heeft 

3 variabelen, waarvan er altijd 2 bekend zijn:

- Kz staat in Binas 49

- opgave geeft pH óf verhouding [Z-]/[HZ]

Rekenen aan bufferoplossingen

vraagtype 1

Bereken de pH van een bufferoplossing van 0,09 M HF en 0,11 M NaF

Binas 49           gevraagd        gegeven

vraagtype 1

Bereken de pH van een bufferoplossing van 0,09 M HF en 0,11 M NaF

gegeven

gevraagd

Binas 49:

Kz (HF) = 6,3*10-4

opgave:

[F-]/[HF]= 

(0,11)/(0,09)

6,3*10-4 = [H3O+] x (0,11)/(0,09)

  [H3O+] =  5,15*10-4 M

          pH = -log(5,15*10-4) = 3,3

(1 decimaal, want concentratie HF 1 s.c.)

vraagtype 2

Bereken de verhouding ammoniak en ammonium in een bufferoplossing met pH = 9,50. 

Noteer je antwoord als NH4+ : NH3 = .... : ....

Binas 49   gegeven   gevraagd

                      (pH)

vraagtype 2

Bereken de verhouding ammoniak en ammonium in een bufferoplossing met pH = 9,50. 

Noteer je antwoord als NH4+ : NH3 = .... : ....

gegeven

gevraagd

Binas 49

Kb(NH3) 

= 1,8*10-5

pH =     9,50 > pOH = 4,50

[OH-]    = 10-4,50 = 3,16*10-5 M 

1,8*10-5 = 3,16*10-5 x [NH4+]/[NH3]

[NH4+] / [NH3] = 1,8*10-5 / 3,16*10-5 

                             = 0,56 : 1,00

Meer oefenen?

pH van zwakke zuren en basen: H7 opgave 37, 38 en 43

buffers: H7 opgave 46 + 47