4 tl hst 10 zuren en basen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo g
• Leerjaar 4

zuren en basen= hst 10

4 Tl

les 1: 10.1 +10.2

- herhaling eigenschappen zure oplossingen, indicatoren, oplosvergelijking + uitleg etsen

hw:  leren 10.1 en 10.2 maken van 10.1 opg 12 t/m 14 en van 10.2 maken 1 t/m 14

Zure, neutrale en basische oplossingen (herhaling)

Zuur: moleculaire stof die waterstofatomen (H) bevat en zuur smaakt

Zure oplossing: als een zuur oplost in water ontstaan er H⁺ _(aq) ionen

De zuurgraad= pH waarde loopt van 0 > 7

Base: zeepachtige stof die ontvettend werkt, basen kunnen H+ ionen opnemen, veel basen zijn zouten.

Basische oplossing: als een base oplost in water kunnen de negatieve ionen in de oplossing reageren met H+ ionen in een zuur. 

De zuurgraad= pH waarde loopt van 7 < 14

Een oplossing die geen H+ ionen bevat of kan opnemen is neutraal pH =7 

screencast-o-matic.com

• zure oplossing:           pH=  je meet aantal H⁺ ionen in oplossing
  
• basische oplossing:  pH = je meet aantal H⁺ ionen dat wordt opgenomen 

pH meten = "zuurgraad" weten (kan alleen in oplossingen )

pH 0 < 7 = zuur

pH 7>14 =basisch/zeepachtig

pH 7 = neutraal

pH 5,5 = huidneutraal : je huid is een beetje vet, vetten zijn zuur. Cosmetische producten (shampoo, crème enz ) zijn schadelijk als ze een pH hebben die veel hoger of veel lager is dan pH 5,5

indicatoren: tonen aan of bepaalde stof aanwezig is 

• universeel indicatorpapier (=pH papier, controlestrook nodig)
• rodekoolsap (rood =zuur, paars= neutraal, groen/geel= base)
  
  
  
• rood lakmoes (=  blauw bij base, rood bij zuur of neutraal,)
• blauw lakmoes(= blauw bij base of neutraal, rood bij zuur)
• fenolftaleine (kleurloos bij zuur--> roze bij base)

(Zuur-base indicatoren Binas tabel 36)

notatie oplossen zuren:  H atomen laten los van zuurmolecuul
--> H+ ionen + negatief geladen zuurrest-ion 

• De totale lading voor- en na oplossen is altijd nul
• b.v zoutzuur=oplossing van waterstofchloride HCl_(g):
    HCl_(g)-->H⁺(aq) + Cl^-(aq)           
  
• salpeterzuur is een oplossing van waterstofnitraat HNO3(l):
  HNO_3(l)-->H⁺ (aq) + NO₃^-(aq)     
• zwavelzuur = H2SO4(l) _-> 2 H⁺ (aq) + SO₄^2-(aq)

notatie oplossen moleculaire stof glucose: 

C₆H₁₂O₆ (s) --> C₆H₁₂O₆ (aq) (geleidt geen stroom: want geen geladen deeltjes)

Zure oplossing bevat  altijd vrij bewegende  H⁺ ion + negatief geladen zuurrestion: geladen deeltjes daarom geleiden zure oplossingen wél stroom 

Notatie waterstofchloride oplossen

HCl (g) --> H⁺ (aq) + Cl^- (aq)         (deze oplossing noem je zoutzuur)  

 Tabel 1 blz 20 en 2 blz 22 goed leren!

Zuur = moleculaire stof maar:  zure oplossing geleidt wél stroom!

LEREN: eigenschappen zure oplossingen
(en voorbeelden zie plaatje)

• bevat H+ ionen 
• pH <7 (hoe lager hoe zuurder)
• geleiden stroom, 
• smaken zuur  (proeven mag niet)
  
• reageren met basische stoffen (= neutraliseren)
• bij elektolyse onstaat H₂ gas aan negatieve elektrode
• sterke zure oplossingen: tasten onedele metalen aan, ontkalken en maken bacteriegroei onmogelijk

Etsen: onedelmetaal + zuur                                                  Leren!

Bij deze reactie ontstaat altijd explosief waterstofgas

• onedele metalen geven makkelijk hun buitenste elektronen af 
• H⁺ionen nemen graag elektronen op
• onedelmetaal + zuur --> metaalion + H₂(g)
• b.v. etsen van koper bij printplaat
  Cu_(s) +2H⁺_{(aq)--> Cu}²⁺_(aq)+ H₂(g)
• ook aantasten van lood is een vorm van etsen
• Pb(s) +2H+(aq)--> Pb2+(aq)+ H2(g)

Naam zuur                Notatie oplossing                  Naam oplossing + toepassing 

Waterstofchloride     HCl(g)-> H+(aq) + Cl^-(aq)           Zoutzuur: cementresten verwijderen

Salpeterzuur              HNO_3(l)-> H+(aq) +  NO₃^- (aq)    Salpeterzuuroplossing: kunstmest,
                                                                                                 explosieven (en in zure regen)

Zwavelzuur              H₂SO₄(l)->  2 H+(aq) + SO₄^2- (aq)  Zwavelzuuroplossing:  accu's, 
                                                                                                 katalysator   (en in zure regen)

Azijnzuur                      HAc(l)->  H+(aq)  +  Ac^- (aq)         Azijnzuuroplossing: azijn, schoon-                                                                                                      maakazijn (ontkalken waterkoker)  Koolzuur             H₂CO₃(aq)<=>   2 H+(aq) + CO32- (aq)  Koolzuurhoudendwater: frisdrank

  

Leren: Namen, notatie en toepassingen bekende zure oplossingen

koolzuur: een instabiel zuur

• H₂CO₃(aq) (=koolzuur) ontstaat als 
  koolstofdioxide oplost in water. 
  
  
• Omdat koolstofdioxide niet makkelijk
  oplost valt het zuur snel uit elkaar
  --> wordt dan water met prik
  
  H₂CO₃(aq) <=> H₂O(l) + CO₂(g)
• deze reactie blijft heen en weer gaan

les 2: 10.3 eigenschappen basen + basische oplossingen 

- vragen hw  
-  eigenschappen basen: 

- uitleg notatie oplossen base + bekenden basen die je moet weten

hw: leren 10.2+10.3 en maken van 10.2 (afmaken opg 3 t/m 8, 10,12,14, )+ 15 t/m 19 maken van 10.3 opg 2,4 t/m 8,

basen/basische stoffen

•  kan  H⁺ ionen opnemen 
  
• smaken zeepachtig (niet proeven!)
  
• reageren met zure stoffen (=neutraliseren)
• kunnen vet (=zuur) verwijderen tijdens zuur base reactie -> tasten huid aan want die is lichtzuur (pH 5,5) 
• basische oplossingen geleiden stroom
• kleuren rood lakmoes blauw (blauw blijft blauw)
  

noteren oplossen  basen

• de base staat een positief zoution af waardoor er een negatief basisch ion  ontstaat. b.v. oplossen van natriumhydroxide in water 

NaOH(s)→Na​+​​(aq)+OH​−​​(aq)

triviale naam             samenstelling oplossing

Andere bekende basische oplossingen en toepassingen

die je moet kennen!

neutraliseren =  zuur + base--> pH neutraal

• er onstaat vaak water, soms water en koolstofdioxide
•  b.v. H⁺ + OH^---> H₂O
  
  
• bij ammonia met zuur ontstaat alleen ammonium: NH₃ + H⁺ --> NH4+(aq)
  
  
• er kan veel warmte ontstaan bij een zuur-base reactie of zelfs schadelijke stoffen ontstaan b.v. chloorgas of het explosieve waterstofgas, dus nooit  zomaar mengen!!

Niet mengen
Neutraliseren kan gevaarlijk zijn!

les 1: 

- vragen hw?

- herhaling eigenschappen zure, neutrale en basische oplossingen, indicatoren 

hw: leren 10.1

maken van 10.1 opg 1,2,4 t/m 10

Regels zuur-base reactie 

1. noteer alleen de deeltjes die meedoen aan de reactie (rest = tribune ion)
2. hoeveel H⁺kan het zuur afgeven, hoeveel H⁺ ionen kan base opnemen?
3. reactievergelijking opstellen waarbij geldt:
   - voor- en na de reactie is lading gelijk (meestal 0!)
   - voor- en na reactie van elke atoomsoort evenveel (= kloppend maken)
   
4. meestal  water gevormd (soms ook koolstofdioxide of alleen ammonium) zie ook volgende slide

standaard zuur-base reacties

zuur	base	-->	reactieproduct(en)
H + (aq)	OH - (aq)	-->	H 2 O (l)
2	O 2- (aq)	-->
2	CO 3 2- (aq)	-->	+CO 2(g)
	NH 3(aq)	-->	NH 4 + (aq) (=ammoniumion)

zure regen door luchtvervuiling

• Verbranding van brandstoffen die zwavelatomen bevatten leveren zwaveldioxide (SO_2(g)) in contact met waterdamp ontstaat zwavelzuur
   H⁺ _(aq) + SO₄^2- _(aq) 
• Verbrandingen met hoge temperaturen leveren stikstofoxiden (NOx = verzamelnaam voor alle stikstofoxides) in contact met water ontstaat saltpeterzuur (H⁺ _(aq) + NO₃^- (_aq) ) 
• -->zure regen....gevolgen op mens,  milieu en gebouwen moet je kennen!.

Hard water (bevat veel Ca2+ ionen) bij verwarmen van hard water ontstaat
 CaCO3  = kalkaanslag/ketelsteen 

Dit kun je verwijderen met behulp van schoonmaakazijn dan ben je 

aan het "ontkalken"

Reactievergelijking van ontkalken verwarmingselement met azijn

CaCO3 + 2H+ → Ca2+ (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

Ontkalken van een verwarmingselement

demonstratieproef titreren

Demonstratieproef en uitleg titreren

• voeg een indicator toe aan de erlenmeyer waarin de te titreren stof zit _{(vaak fenolftaleiine)}
• voeg druppelsgewijs een stof met tegenovergestelde pH waarde voegen
• tot er blijvend kleuromslag is
• aflezen buret van boven naar onder
• van de stof die getitreerd wordt moeten in de tekst nog meer gegevens staan
• verhoudingstabel maken zie hiernaast
• en de onbekende hoeveelheid uitrekenen

• van de stof die getitreerd wordt moet bekend zijn hoeveel mg met 1 ml van de titratievloeistof reageert (in de tekst gegeven)
• voeg indicator toe aan de te titreren stof   
• titratievloeistof (met tegenovergestelde pH) druppelen tot blijvend kleuromslag  aflezen buret van boven naar beneden 
• met verhoudingstabel onbekende hoeveelheid uitrekenen 

Er is:  A =19,4 x 55= 1067 mg azijnzuur aanwezig in de erlenmeyer . Als je weet in hoeveel mL (b.v 25 mL azijn)deze hoeveelheid azijnzuur zat kun je de concentratie berekenen.   concentratie azijnzuur= deel/geheel = 1067 mg/25 mL = 42,7 mg/mL

titreren=neutraliseren (b.v. concentratie azijnzuur bepalen)

4) ontharden met ionenwisselaar

• de ionenwisselaar wisselt ionen van de ene soort om voor de andere soort. 
• in dit voorbeeld bevat de wisselaar natriumionen en worden er 2 natriumionen vervangen door 1 calciumion dus verhouding:  Na:Ca=2:1
• dus na afloop bevat water minder calciumionen en meer natriumionen

Moleculaire stof met H atomen die goed kan oplossen waarbij  H⁺ ionen ontstaan
Bij oplossen:

• H⁺ (aq)( -> pH 0-7) + neg zuurrestion 
• oplossingen smaken zuur, geleiden stroom 
•  bij elektolyse zuur/ bij etsen ontstaat H2(g) 
  
  
  
  
• sterke zuren ontkalken/ tasten onedele metalen aan/ voorkomen bacteriegroei

kenmerken zuren(+oplossingen) en  basen (+oplossingen)

Moleculaire stof die H⁺ ionen kan opnemen
Bij oplossen:

•  ontstaan neg ionen (->pH 7-14) 
•  smaken zeepachtig (niet proeven!), geleiden stroom, kunnen vet verwijderen
• sterke basen tasten huid aan
• reageren met zure stoffen (=neutraliseren)
• hierbij ontstaat meestal water + soms koolzuurgas
• uitzondering waarbij geen water ontstaat:
  ammonia+ zuur-> ammonium
  NH3(aq)+ H+(aq) --> NH4+(aq)

Herhaling: Hard water en ontharden

Hard water bevat calcium en magnesium ionen

De hardheid van water druk je uit
in Duitse Hardheidsgraden (DH):

1 DH = 7,1 mg Ca²⁺ per liter 

Water kun je ontharden door:

• vooraf verhitten. 
• ontharder toevoegen. 
• ionenwisselaar gebruiken. 
• groene zeep gebruiken.

4 manieren ontharden: nr 1 Verhitten van hard water:

Ca²⁺ (aq) + 2HCO₃^- (aq) --> CaCO₃(s) + CO₂(aq) + H₂O (l).

Nadeel: Er ontstaat calciumcarbonaat (= kalkaanslag/ ketelsteen) 

Andere nadelen hardwater:
- meer zeep nodig bij het wassen.

- er ontstaat kalkzeep (geeft witte vlekken op donkere kleding)

3 manieren ontharden: Nr 2 ontharder toevoegen. 

Een ontharder bevat een negatief ion (-)dat met Ca2+ een neerslag veroorzaakt. De neerslag kun je vervolgens filtreren. 

3 manieren ontharden: Nr 3 ionenwisselaar

De ionenwisselaar is een vaste stof met negatieve lading (hars). Aan die lading zit een ion binding van natrium vast. 

Ionenwisselaars kunnen ionen uitwisselen (Na+ : Ca2+ = 2:1) 

Als alle Na⁺ ionen loslaten moet de hars met Ca²⁺ worden gespoeld.

4:     Ontharden met groene zeep

Groene zeep schuimt slecht in hard water. 

Want de calcium-ionen reageren namelijk met de zeep-ionen.

 

De gevormde neerslag noem je kalkzeep. 

Deze methode gebruik je niet vaak, omdat het gevormde kalkzeep neerslaat als een vettige stof op je donkere kleding.

ontharden met ionenwisselaar

• ionenwisselaar wisselt ionen van de ene soort om voor de andere soort. 
• in dit voorbeeld bevat de wisselaar natriumionen en worden er 2 natriumionen vervangen door 1 calciumion
• dus na afloop bevat water minder calciumionen en meer natriumionen

pH = concentratie met logaritmische schaal

                                                      

• zure oplossing:  sterker zuur hogere concentratie H+ ionen→  lagere pH  
• bij verdunnen van zure oplossing steeds minder H+/L -> pH omhoog  maximaal tot iets onder pH 7
  
• basische oplossing: hoe basischer des te meer concentratie H+ ionen afneemt  omdat  H+ worden weggevangen door de base → pH  omlaag

concentratie=​geheel​​(deel)​​

in g/L

screencast-o-matic.com

les 3 + 4: 10.3 eigenschappen basen

-vragen hw?
- afmaken 10.2 t/m 20
- uitleg notatie oplossen base  + bekenden basen die je moet weten

hw: leren 10.3

maken (10.2 afmaken t/m 20 in les) en van 10.3 maken1 t/m 11

les 5: 10.4 zuur base reacties

- vragen hw?

- uitleg neutraliseren +bekenden reacties  milieu + ontkalken

hw: leren 10.4 en maken van 10.3 opg 12 t/m 16 en van 10.4 opg 1 t/m 7

les 6: vervolg 10.4 zuur base reacties

- vragen hw?

- verder met 10.4

hw: leren 10.4 en

maken 10.4 opg 8 t/m 14

les 4+5

uitleg neutraliseren +bekenden reacties milieu + ontkalken

les 5:(30 jan) bespreken moeilijke opg van 10.1 t/m 10. 4 demo proef titratie

 korte introductie op titratie adhv demo titratie azijnzuur 

 hw: leren 10.3 en maken van 10.3 maken 13 t/m 16

leren 10.4 en maken van 10.4: opg 1,3,5,7,9, 11 t/m 14

les 7: 10.5 titratie + concentratie

- vragen hw? 10.3 t/m 16 en lezen 10.4 maken opg 1 t/m 7

- uitleg 10.5

- 

hw afmaken 10.4 + van 10.5 opg 1 t/m 8

les 8: vervolg 10.5 

- verder met 1 t/m 9 maken 

hw: leren 10.5 en

maken 10.5 opg 1 t/m 9

les 6: (2 feb) 10.5 

- vragen hw? 

- overhoren over titratie + concentratie

in les alvast start maken hw 10.5:
opg 2, 3,5, t/m 9

les 7: start hst 11 uitleg+ werken hw

hw: leren 10.5 en afmaken van 10.5: opg 2, 3,5, t/m 9 + leren 10.3+10.4 en maken  test jezelf 10.3+ 10.4

les 9 + 10

- bespreken hw/ practicum titreren? 

- herhaling zuren en basen laatste slide

- test jezelf en oefentoets hst 9 +10

hw: leren 9 + 10

oefententamen