Hoofdstuk 10: Samenvatting Zuren en Basen

• Scheikunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 4

Samenvatting Zuren en Basen

In deze Lesson Up komen belangrijke items die je moet weten of kunt toepassen voor het onderdeel Zuren en Basen 

o.a. Zuur base reacties etc

Pak je BINAS er vast bij die heb je een aantal keren nodig

Oplosvergelijking

Bij een oplosvergelijking ben je altijd bezig met het veranderen van de toestand.

Bij zouten veranderde de vaste stof in ionen en dus van  (s)  naar (aq)

Bij moleculaire stoffen kan het van vast overgaan in opgeloste fase (s) naar (aq) maar ook van vloeibaar naar opgeloste fase (l) naar (aq)

NaCl_(s)  --> Na⁺ _(aq)  + Cl^- _(aq)

C₆H₁₂O_{6 (s)} --> C₆H₁₂O_{6 (aq)}

H₂SO_{4 (l)} --> H⁺_(aq) + SO₄^2- _(aq)

_{Je ziet:  bij een oplosvergelijking gaat alles naar de (aq) vorm.}

_{Alleen als er ionen bij ontstaan kan de vloeistof elektriciteit geleiden}

H⁺ en pH

Zuren zijn deeltjes die H⁺ kunnen afstaan

de pH geeft aan hoe zuur iets is.

Hoe kleiner de pH hoe meer H⁺ er is en hoe zuurder iets is.

Dus bij afnemende pH wordt een oplossing zuurder.

De concentratie aan H+ bepaald dus de pH

Bij verdunnen wordt de concentratie aan H+ kleiner dus de pH hoger (bij zuren) tot maximaal pH = 7

Bekende zuren

Zuur                                  Zuurdeeltje            Negatief zuurrest-ion      Naam zuurrest-ion

Zoutzuur  (HCl)                   H⁺                            Cl^-                                  Chloride

Salpeterzuur  (HNO₃)         H⁺                            NO₃^-                              Nitraat

Zwavelzuur (H₂SO₄)          H⁺                             SO₄^2-                           Sulfaat

Fosforzuur (H₃PO₄)           H⁺                             PO₄^3-                           Fosfaat

Koolzuur  (H₂CO₃)             H⁺                             CO₃^2-                          Carbonaat

Azijnzuur (HAc)                  H⁺                              Ac^-                               Acetaat

OH^-, pH en pOH

Boven de pH = 7 wordt een oplossing basisch

Dan geldt:  bij toenemende pH wordt een oplossing basisch.

Men spreekt dan ook wel over de pOH

Voor waterige oplossingen geldt:  pH + pOH = 14

Dus een oplossing met pH = 5 heeft een pOH van 9

Een oplossing met pH = 13 heeft een pOH van 1

_OH^- _{en pH} 

Basen zijn deeltjes die H⁺ kunnen opnemen

de pH geeft dan aan hoe basisch iets is.

Hoe groter de pH hoe minder H⁺ er is, hoe minder zuur iets is.

Boven de pH = 7 is een oplossing basisch

Dan geldt:  bij toenemende pH wordt een oplossing meer basisch. de hoeveelheid OH- (base deeltje) neemt toe

Bij verdunnen neem de hoeveelheid OH- weer af, dus zal de pH naar de 7 gaan

Bekende basen

Base                Naam                 Voorkomende in bijvoorbeeld

O^2-                   Oxide                 Geoxideerde metalen (FeO, CuO)

CO₃^2-              Carbonaat           Marmer (CaCO₃)

OH^-                   Hydroxide          Natriumhydroxide  (NaOH)

NH_{3 (g)}             Ammoniak         Ammonia (oplossing van ammoniak in water (NH₃)

Belangrijkste zuur - base reacties

OH^- + H⁺  --> H₂O

O^2- + 2 H⁺ --> H₂O

CO₃^2- + 2 H⁺ --> H₂CO₃ --> H₂O + CO_{2 (g)}

NH₃ + H⁺  -->  NH₄⁺

Bij bijna alle ontstaat er water als reactie product

Zuur base reacties

Opstellen van Z-B reactie

1. Noteer in formuletaal de aanwezige stoffen.
   
2. Geef het zuur- en het basedeeltje aan.
   
3. Noteer de bijbehorende zuur-basereactievergelijking
4. Kijk in de oplosbaarheidstabel om te zien of er nog een neerslagreactie met de tribune-ionen ontstaat.

Voorbeeld

Zoutzuur is een gevaarlijk goedje. Je kunt het ontzuren met behulp van natronloog 

Geef de reactievergelijking van deze zuur-basereactie. Maak gebruik van het stappenplan voor het opstellen van de reactievergelijking.

1 zoutzuur + natronloog:       H+ + Cl- + Na+ + OH-

2 zuurdeeltje  H+        , basedeeltje:  OH-

3 H+(aq) + OH- (aq)--> H2O (l)

4 tribune-ionen:  Na+  + Cl-   Deze zijn volgens Tabel 35 goed oplosbaar

Aantonen of iets zuur of basisch is

In BINAS tabel 36 staan 10 verschillende indicatoren.

Deze geven aan of iets zuur of basisch is.

Bijvoorbeeld Fenolftaleïne (FFT) is paars bij pH > 8.2, en kleurloos bij pH< 8.2, maar niet of de pH 1 of 4 of 6 is.

Voor nauwkeurigere metingen kan je een universeel indicator gebruiken of  een combinatie van indicatoren  (of een pH meter)

Een combinatie van indicatoren kan iets nauwkeuriger de pH weergeven

Kleurloos met FFT en blauw met broomthymolblauw (BTB) 

geeft een pH van <8,2 en >7,5  dus de oplossing heeft een pH tussen de 7,5 en 8,2

Zure regen

De gassen stikstofoxiden en zwaveloxiden reageren met water tot salpeterzuur en zwavelzuur

Die gassen komen vrij bij o.a. verbrandingen van fossiele brandstoffen. 

Water genoeg in de lucht dus de reactie zal makkelijk plaatsvinden => Zure regen

Metalen en Zuren

Magnesium lost op in zoutzuur

Ook andere metalen (overigens niet alle) kunnen oplossen in zuren

Dit zijn echter geen zuur-base reacties

Er is namelijk geen base aanwezig. 

Hierbij vindt namelijk een overdracht van elektronen plaats en daarom heet dit een redox-reactie. 

Zelfde als bijvoorbeeld bij elektrolse van water of het maken van aluminium uit aluminiumoxide  

Namen die je moet kennen

Soda = Natriumcarbonaat decahydraat  = Na₂CO₃. 10 H₂O

Keukenzout = Natriumchloride = NaCl                     

Kalkwater = Opl. van Calciumhydroxide in water = Ca²⁺_(aq) + OH^{- (aq)} + Ca(OH)_2(s)

Natronloog = Oplossing van natriumhydroxide in water = Na⁺_(aq) + OH^-_(aq)

_{Ammonia = Waterige oplossing van Ammoniakgas.} 

In je BINAS staat een lijst (tabel 42) met triviale en rationele (huis tuin en keuken) namen

Titraties

Titraties zijn vrij snelle manieren om te bepalen hoeveel zuur of hoeveel base een stof bevat.

Zuren titreer je met een base waar je de sterkte van kent

Basen titreer je met een zuur waar je de sterkte van kent.

Als de sterkte bekent is (1,00 ml van de titrant = x mg zuur of base) dan kan je uitrekenen met hoeveel zuur of base de titratie dan overeenkomt)

Indicatoroplossing of pH meter

Voorbeeld

Er is 1800,0 mg azijnzuuroplossing in een kolfje gedaan, indicator toegevoegd en wat water  Het is vervolgens getitreerd met natronloog. Eindstand = 16,20 ml, Beginstand = 1,20 ml

Bekend is dat  1,00 ml natronloog = 6,00 mg azijnzuur

Verbruik = eindstand - beginstand = 16,20 ml - 1,20 ml = 15,00 ml

15,00 ml natronloog = 15,00 x 6,00 = 90,00 mg azijnzuur

Dit zit in de 1800,0 mg azijnzuuroplossing

Gehalte = (azijnzuur/totaal)  * 100 % = (90,00/1800,0) *100 % = 5,0 % azijnzuur