5V_herhalen H7_amfolyt en buffer

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

herhalen H7: Amfolyten en buffers

                          NOVA 5 VWO     les 3

nodig:

Binas

schrift

rekenmachine

Nova 5V H7

H7 Amfolyten en Buffers

Leerdoelen - herhalen:

• herhalen: pH berekenen van de oplossing van een zwak zuur.
• wat is een amfolyt?
• is een oplossing van amfolyten zuur of basisch?
• hoe werkt een bufferoplossing?
• hoe reken je met een bufferoplossing?

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                     

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)

Ontstaat er een zure of basische oplossing als je een amfolyt in water brengt?

Zoek op in Binas 49 voor

HC2O4- :

Kz =

Kb =

Zoek op in Binas 49 voor

HPO42- :

Kz =

Kb =

Ontstaat er een zure of basische oplossing als je een amfolyt in water brengt?

Zoek op in Binas 49 voor

HC2O4- :

Kz = 1,6 * 10^-4

Kb =1,8 * 10^-13

conclusie:

K.... >   K ...., dus in water gedraagt deze amfolyt zich als .....

Er ontstaat een ............... oplossing

Zoek op in Binas 49 voor

HPO42- :

Kz = 4,8 * 10^-13

Kb =1,6 * 10^-7

Ontstaat er een zure of basische oplossing als je een amfolyt in water brengt?

Zoek op in Binas 49 voor

HC2O4- :

Kz =

Kb =

conclusie:

K.... >   K ...., dus in water gedraagt deze amfolyt zich als .....

Er ontstaat een ............... oplossing

conclusie:

K.... >   K ...., dus in water gedraagt deze amfolyt zich als .....

Er ontstaat een ............... oplossing

Zoek op in Binas 49 voor

HPO42- :

Kz =

Kb =

Buffers

In het filmpje op de volgende dia 

wordt met behulp van een DEMO

uitgelegd HOE een bufferoplossing werkt...

dus welk(e) deeltje(s) zijn aanwezig in een bufferoplossing?

....................

....................

Buffervoorwaarden:

dus welk(e) deeltje(s) zijn aanwezig in een bufferoplossing?

....................

....................

Buffervoorwaarden:

hoe kunnen een zuur en een base tegelijk in dezelfde oplossing aanwezig zijn, zonder met elkaar te reageren tot een neutrale oplossing?

dus welk(e) deeltje(s) zijn aanwezig in een bufferoplossing?

....................

....................

Buffervoorwaarden:

voldoet een amfolyt aan deze voorwaarde?

Bereken de pH van 0,1 M H2PO4-(aq)

Bereken de pH van 0,01 M H2PO4-(aq)

Blijft de pH van een H2PO4--oplossing ongeveer hetzelfde als je de oplossing 10 verdund? 

(herhaling: pH berekening oplossing zwak zuur)

dus welk(e) deeltje(s) zijn aanwezig in een bufferoplossing?

een zuurbase koppel van een zwak zuur met zijn geconjugeerde base

Buffervoorwaarden:

......................

Buffervoorwaarden:

dus welk(e) deeltje(s) zijn aanwezig in een bufferoplossing?

Leg uit of een oplossing van HF een goede buffer is 

HF + H₂O                 H₃O⁺ + F^-

dus welk(e) deeltje(s) zijn aanwezig in een bufferoplossing?

in ongeveer gelijke hoeveelheden

Buffervoorwaarden:

een zuurbase koppel van een zwak zuur met zijn geconjugeerde base

Een bufferoplossing bevat:

noteer & leer

Rekenen aan een bufferoplossing

HF + H₂O <-- --> H₃O⁺ + F^-

Het énige verschil met een berekening aan een oplossing van een zwak zuur is dat [F-]      [H3O+]

≠

Rekenen aan bufferoplossingen

Deze vergelijking heeft 

3 variabelen, waarvan er altijd 2 bekend zijn:

- Kz staat in Binas 49

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

vraagtype 1

Welk zuurbasekoppel heeft de grootste buffercapaciteit bij pH = 3,75?

gegeven

gevraagd

grootste buffercapa-citeit = 

ideale buffer = [Z-]/[HZ]=1

vraagtype 1

Welk zuurbasekoppel heeft de grootste buffercapaciteit bij pH = 3,75?

gegeven

gevraagd

grootste buffercapa-citeit = 

ideale buffer = [Z-]/[HZ]=1

Kz = [H3O+]

oftewel

pKz = pH

vraagtype 1

Welk zuurbasekoppel heeft de grootste buffercapaciteit bij pH = 3,75?

gegeven

gevraagd

grootste buffercapa-citeit = 

ideale buffer = [Z-]/[HZ]=1

Kz = [H3O+]

oftewel

pKz = pH

Zoek in Binas 49 het zuurbasekoppel met/zo dicht mogelijk bij pKz = 3,75

vraagtype 2

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)

vraagtype 2

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 3

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 

vraagtype 3

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

eigen werk H7.5

Doornemen H7.4 en 7.5 in het boek.

• Lees de kopjes v/d paragraven
• Check: weet ik de betekenis van de blauw gedrukte begrippen?
• Maak de voorbeeldopgaven

eigen werk H7.5

leerdoel	opgaven om dit onder de knie te krijgen
pH van oplossingen van zwakke zuren en basen	37 , 38, 42
rekenen aan bufferoplossing	39
uitleggen hoe je buffer kunt maken	40
examenopgave	41