H7 zuren en basen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Zuren en Basen

Door het drinken van veel frisdranken zoals Cola of Red Bull kun je gaatjes krijgen.

Daarom kijg je van de tandarts het advies om na het drinken van zure producten minstens één uur met tandenpoetsen.

Waarom is dat?

Geef de belangrijkste reactie die zich afspelen in je mond als je deze drankjes drinkt.

Wat zijn de concentraties van de stoffen die zorgen voor de schade aan je tanden?

pH  - samengevat

• De zuurgraad van oplossingen noemen we de pH-waarde.
• pH-schaal loopt (meestal) van 0 tot 14.
• Hoe zuurder de oplossing, hoe lager de pH.
• Hoe basischer de oplossing, hoe hoger de pH.
• Een neutrale oplossing heeft pH 7.
• In de scheikunde is het niet zuur vs. zoet,
   maar zuur vs. basisch.

Een zuur is een deeltje/stof dat een
H+ ion kan:
A: opnemen
B: afstaan

1. opnemen
2. afstaan

Hoe heet dit H3O+ deeltje?

Het deeltje dat hier gevormd wordt, heet...

1. hydroniumion
2. proton
3. oxoniumion
4. zuurion

De formule van fosforzuur is...
A: H2SO4, B: H3PO4
C: HNO3, D H2C2O4

1. H​2​​SO​4​​
2. H​3​​PO​4​​
3. HNO​3​​
4. H​2​​C​2​​O​4​​

De formule van zwavelzuur is...
A: H2SO4, B: H3PO4
C: HNO3, D H2C2O4

1. H​2​​SO​4​​
2. H​3​​PO​4​​
3. HNO​3​​
4. H​2​​C​2​​O​4​​

De formule van salpeterzuur is...
A: H2SO4, B: H3PO4
C: HNO3, D H2C2O4

1. H​2​​SO​4​​
2. H​3​​PO​4​​
3. HNO​3​​
4. H​2​​C​2​​O​4​​

De formule van oxaalzuur is...
A: H2SO4, B: H3PO4
C: HNO3, D H2C2O4

1. H​2​​SO​4​​
2. H​3​​PO​4​​
3. HNO​3​​
4. H​2​​C​2​​O​4​​

Ethaanzuur kan .... H+ ionen afstaan

1. 4
2. 3
3. 2
4. 1

Een base is een deeltje/stof dat een
H+ ion kan
A: opnemen, B: afstaan

1. opnemen
2. afstaan

In een basische oplossing bevinden zich altijd ........ ionen
A: H3O+ ionen, B: OH- ionen

1. H​3​​O​+​​ionen
2. OH​−​​ionen

De formule van een carbonaation is ...

1. OH​−​​
2. CO​3​2−​​
3. H​2​​PO​4​2−​​
4. HCO​3​−​​

De formule van een hydroxide-ion is ...

1. OH​−​​
2. CO​3​2−​​
3. H​2​​PO​4​2−​​
4. HCO​3​−​​

pH papier

pH meter

Chemicaliën

pH indicator

zuur-base indicatoren (oplossingen)

• Oplossingen van indicatoren kunnen ook gebruikt worden.
  
• Bekende zuur-base indicatoren staan met omslagtrajecten in Binas 52A
  
• Voor nauwkeurige bepaling vaak meerdere indicatoren nodig.
  

Zuur-base indicatoren (oplossingen)

• Aan een oplossing worden paar druppels indicator toegevoegd.
• Afhankelijk van de zuurgraad, zal de indictor van kleur veranderen.
• Bekende zuur-base indicatoren staan met omslagtrajecten in Binas 52A

Afbeelding: broomthymolblauw

zuur-base indicatoren (oplossingen)

voor een nauwkeurige bepaling zijn vaak meerdere indicatoren nodig 
Bijv.  je hebt een oplossing met een onbekende pH

• je voegt (aan een deel van de oplossing) een paar druppels methyloranje toe --> de oplossing krijgt een rode kleur --> pH ligt dus tussen 0 en 3,2 (grote onnauwkeurigheid)
• je voegt (aan deel van de oplossing) een paar druppels thymolblauw toe
  --> de oplossing wordt geel  -->  dus pH > 2,8
• beide resultaten combineren --> pH van oplossing is dus: 2,8 < pH < 3,2 

Binas 52A

Welke kleur krijgt de indicator broomthymolblauw bij pH = 10,0
A: rood, B: geel, C: groen, D: blauw

1. rood
2. geel
3. groen
4. blauw

Voor de bepaling van de pH van een oplossing, schenk je een beetje van de oplossing in twee reageerbuizen. Aan buis 1 voeg je 2 druppels methylrood toe, de oplossing kleurt geel. Aan buis 2 voeg je 2 druppels fenolrood toe, de oplossing kleurt opnieuw geel. Wat kun je zeggen over de pH van de oplossing? Gebruik Binas 52A.

1. pH tussen 4,8 en 6,0
2. pH = 6,0
3. pH = 6,6
4. pH tussen 6,0 en 6,6

Uitleg 

• Methylrood kleurt geel bij een pH hoger dan 6,0.
• Fenolrood kleurt geel bij een pH lager dan 6,6.
• Dus 6,0 < pH < 6,6

Stappenplan zuurbase reacties

Stap 1: Schrijf op welke deeltjes aanwezig zijn.

• Sterk zuur: noteer H₃O+ en negatieve ion los (H⁺ + Z^-)*


• Bij zouten (basen): is het aanwezig als vaste stof of als oplossing? In het geval van een oplossing, noteer je de losse ionen.

* HZ is de algemene notatie van een zuur

Stappenplan zuurbase reacties

Stap 2: Zoek het zuur en de base

• Welke deeltje kan H₃O⁺ opnemen (base) en welk deeltje kan een H₃O⁺ afstaan?

Stap 3: Geef de reactievergelijking

• Let op meerwaardige zuren/basen (kan meer dan 1 H₃O⁺ opnemen (base) of afstaan (zuur)).

Stappenplan zuurbase reacties

Stap 2: Zoek het sterkste zuur en de sterkste base

• Gebruik Binas 49
• Let op, vaste zouten staan niet in Binas 49! Check het negatieve ion (wat zal ontstaan na oplossen).

Stap 3: Geef de reactievergelijking

• Let op meerwaardige zuren/basen (kan meer dan 1 H₃0⁺ opnemen (base) of afstaan (zuur)).
• Twee instabiele zuren: koolzuur (H2CO3) en zwaveligzuur (H2SO3) -> valt uiteen in CO2/SO2 en H2O

Voorbeeld 1: zoutzuur + natronloog

1. Deeltjes: H₃O⁺, Cl^-, Na⁺, OH^-, H₂O,
   
2. zoutzuur =  zuur; natronloog = oplossing van natriumhydroxide in water, dus losse ionen
3. Zuur: H₃O⁺, Base: OH^-
   
4. Reactievergelijking: H₃O⁺ + OH^- -> 2 H₂O
   

zuur-base indicatoren (oplossingen)

voor een nauwkeurige bepaling zijn vaak meerdere indicatoren nodig 
Bijv.  je hebt een oplossing met een onbekende pH

• je voegt (aan een deel van de oplossing) een paar druppels methyloranje toe --> de oplossing krijgt een rode kleur --> pH ligt dus tussen 0 en 3,2 (grote onnauwkeurigheid)
• je voegt (aan deel van de oplossing) een paar druppels thymolblauw toe
  --> de oplossing wordt geel  -->  dus pH > 2,8
• beide resultaten combineren --> pH van oplossing is dus: 2,8 < pH < 3,2 

Binas 52A

Leg uit of deze reactie een zuurbase reactie .

2 H2 + O2 -> 2 H2O

Geef de reactievergelijking van azijnzuur + kaliloog

Voorbeeld 2: azijnzuur + kaliloog

• Deeltjes: CH₃COOH, K⁺, OH^-, H₂O
  
• azijnzuur = zuur ; kaliloog = oplossing van kaliumhydroxide in water, dus losse ionen)
  
• Reactievergelijking: CH₃COOH + OH^- -> CH₃COO^- + H₂O
  
• Reactievergelijking: K+ + CH3COOH + OH- -> CH3COO- + H2O + K+

Geef de reactievergelijking waarbij ammoniak reageert met salpeterzuur.

Geef de reactievergelijking waarbij een overmaat zoutzuur reageert met natriumcarbonaat

Zuurbase reacties

• Een zuur en een base reageren altijd samen.
• Hierbij worden één of meerdere H₃O+ ionen overgedragen van zuur naar base.

Voorbeeld: 6 HF (aq) + Fe2O3 (aq) -> 6 F- (aq) + 2 Fe3+ (aq) + 3 H2O (l)

• HF is eenzuur: staat een H₃O+ af waarbij F- overblijft.
• Fe2O3 bevat O2- ionen, die reageren als  base: neemt H₃O+ op waarbij water ontstaat.

BaO + H2O -> Ba2+ + 2 OH-

Is dit een zuurbase reactie?

1. Ja, O2- in BaO reageert als zuur, neemt H+ op.
2. Ja, O2- in BaO reageert als base, neemt H+ op.
3. Ja, O2- in H2O reageert als base, neemt H+ op.
4. Nee, dit is geen zuurbase reactie.

• BaO is een zout, wat bestaat uit Ba²⁺ en O^2- ionen.
  
• O^2- is een sterke base.
  
• O^2- neemt H⁺ op van H₂O, waarbij OH^- ontstaat.
  

• H₂O kan zowel als zuur en als base reageren.
  
• In dit geval reageert het als zuur: hij staat een H⁺ af, waarbij OH^- overblijft.
  

Hoe zit dat dan?

Ik voeg Fe3+ toe

Het evenwicht wil voorkomen dat de concentratie Fe3+ omhoog gaat dus...... 

Nog 1 week te gaan. Wat gaan we doen?