Zuren en basen

1. Zuren en basen Inhoud Indicatoren pH en pOH Zuren en basen: paren Reacties met water (als zuur of base) Reacties tussen zuren en basen (algemeen) Zuren en basen: Sterkte

2. Zuren en basen: indicatoren Voorbeeld: Oplossing kleurt geel met methylrood en is kleurloos met fenolftaleïen. Wat is de pH? 6,0<pH<8,2 Kleuromslag-trajecten: tabel 52A

3. Zuren en basen Zure stoffen kennen we allemaal; bv azijn of ontkalker Wanneer is een stof zuur of juist niet zuur (dus basisch) ? Een stof is zuur als er meer zure dan basische deeltjes zijn ! omgekeerd geldt dan natuurlijk ook Een stof is basisch als er meer basische dan zure deeltjes zijn !

4. Zuren en basen: [H3O+] en pH pH = - log [H3O+] [H3O+] = 10-pH

5. Zuren en basen: [OH-] en pOH pOH = - log [OH-] [OH-] = 10-pOH

6. pH 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 pOH 10 9 8 7 6 5 4 -1 pKw 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 Kw 1014 H3O+ 103 107 OH- 107 Zuren en basen: pH en pOH Vul de tabel verder in: pKw = pOH + pH = 14 pOH = 14 - pH pH = 14 - pOH

7. Zuren en basen: pH en pOH Nauwkeurigheid: Het aantal significante cijfers in de concentratie = het aantal decimalen in de pH Voorbeeld: [H3O+] = 4,0 ·10-2 mol/l pH = 1,40 [H3O+] = 4 ·10-2 mol/l pH = 1,4

8. Zuren en basen: paren Zuur: H+ deeltjes afstaan Basisch: H+ deeltjes opnemen Hoe weet je of een stof zuur of basisch is ? In Binas tabel 49 staan een groot aantal van de zuren en basen die veel gebruikt worden vermeld. Linkerkolom de zuren en rechterkolom de basen

9. Zuren en basen: paren De combinatie van zuren en basen op één regel van Binas tabel 49 noemen we een geconjugeerd zuur-base paar Bij een sterk zuur hoort met zwakke geconjugeerde base Bij een sterke base hoort een zwak geconjugeerd zuur Het zuur links + water wordt de base rechts + H3O+ De base rechts + water  het zuur links + OH-

10. Zuren en basen: Reacties waarbij WATER (als zuur of base) in het spel is. Stap 1: Bepaal de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Stap 2: Bepaal of het een sterk/zwak zuur of sterke/zwakke base is Stap 3: Maak de vergelijking (aflopend of evenwicht)

11. Zuren en basen: Reacties met water Voorbeeld 1: Oplossen van salpeterzuur in water Stap 3: HNO3 + H2O  NO3- + H3O+ Stap 1+2: salpeterzuur  Sterk zuur (Kz >> 1) H+

12. Zuren en basen: Reacties met water Voorbeeld 2: Oplossen ammoniumnitraat in water Stap 3: NH4+ + H2O  NH3 + H3O+ Stap 1+2: ammonium  zwak zuur (Kz < 1) NH4NO3(s) NH4+ (aq) + NO3- (aq) pH<7 H+

13. Zuren en basen: Reacties met water Voorbeeld 3: Oplossen ammoniak in water Stap 3: NH3 + H2O  NH4+ + OH- Stap 1+2: ammoniak  Zwakke base (Kb < 1) pH>7 H+

14. Zuren en basen: Reacties met water Voorbeeld 4: Oplossen natronloog in water Stap 1+2 +3: natronloog bevat al OH-  Sterke base (Kb >> 1) NaOH(s) Na+(aq) + OH-(aq)

15. Zuur-base reacties (algemeen) ZUUR(1) + BASE(2)  BASE(1) + ZUUR(2) Stap 1. Inventariseer de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Stap 2. Rangschik de deeltjes met behulp van tabel 49. Kies het sterkste zuur en de sterkste base. Water doet niet meer mee als er een ander, sterker zuur of base beschikbaar is. Stap 3. Maak daarmee de reactievergelijking kloppend

16. Zuur-base reacties (algemeen) Voorbeeld1: Mengen van natronloog met zoutzuur Stap 1+2: H3O+ OH- H2O H2O Stap 3: H3O+ + OH- 2 H2O

17. Zuur-base reacties (algemeen) Voorbeeld 2: Mengen van kaliloog met salpeterzuur Stap 1+2: H3O+ OH- H2O H2O Stap 3: H3O+ + OH- 2 H2O

18. Zuur-base reacties (algemeen) Voorbeeld 3: Mengen van kaliloog en ammoniumzout-oplossing Stap 1+2: NH4+ OH- H2O H2O Stap 3: NH4+ + OH- NH3 + H2O

19. Zuur-base reacties (algemeen) Voorbeeld 4: Mengen van natriumacetaat-oplossing met ammonium-oplossing Stap 1+2: NH4+ CH3COO- H2O H2O Stap 3: NH4+ + CH3COO- NH3 + CH3COOH Waarom evenwicht? Welke kant ligt het?

20. Zuur-base reacties (algemeen) Sterke zuren Geen reactie met water of andere zuren H3O+ H2O Aflopend Zwakkezuren Zwakke basen Evenwicht OH– H2O Geen reactie met water of andere basen Sterke basen

21. Zuur-base reacties (algemeen) Begin je met een sterk zuur of sterke base dan is de reactie altijd aflopend. Begin je met een zwak zuur en zwakke base dan krijg je een evenwichtsreactie. Als de stippellijn in tabel 49 van het zwakke zuur naar de zwakke base naar beneden loopt dan ligt het evenwichts rechts. Als de stippellijn teveel omhoog gaat ligt het evenwicht vrijwel helemaal links, de reactie verloopt dan vrijwel niet  zie voorbeeld 4!

22. Reactie tussen: Zwakke base Sterke base Zwak zuur Evenwicht Aflopend Sterk zuur Aflopend Aflopend Zuur-base reacties (algemeen)

23. Zuren en basen: Sterkte Zuursterkte: Kz (of pKz =-log(Kz)) Basesterkte: Kb (of pKb =-log(Kb)) Hoe groter Kz, hoe groter de zuursterkte Hoe groter Kb, hoe groter de basesterkte Let op: Hoe groter pKz, hoe zwakker zuur (i.v.m. de min log). Hoe kleiner pKz, hoe sterker zuur.

24. Zuren en basen: Sterkte Zwak zuur met zwakke base  evenwicht BerekeningK m.b.v. tabel 49: K << 1  reactie verloopt (vrijwel) niet Er tussenin  evenwichtsreactie K >> 1  reactie verloopt (vrijwel) aflopend

25. Zuren en basen: Sterkte Als Kz van zuur >> 1 dan is het een sterk zuur en is de reactie aflopend Als Kz van zuur < 1 dan is het een zwak zuur en is de reactie een evenwicht

26. Zuren en basen: Sterkte

27. Zuur-base reacties (algemeen) Vraag: Geef de reactie als de volgende stoffen gemengd worden. Leg uit of het een evenwicht is; zo ja, bereken dan ook de K a) Zoutzuur met kaliumcyanide-oplossing H3O+ + CN- H2O + HCN (sterk + zwak  aflopend) b) Azijnzuuroplossing met natriumwaterstofoxalaat-oplossing Zwak + zwak  evenwicht met K = … / … = 3  10-4 Reactie verloopt vrijwel niet, het gevormde zuur is immers sterker dan het zuur links! Evenwicht links: CH3COOH + HC2O4-CH3COO- + H2C2O4

28. Zuren en basen Dit is de stof van hoofdstuk 9 en een deel van hoofdstuk 11 voor de PTA toets C1 Op de site www.naskdocs.yolasite.com staat nog veel meer Kijk ook eens bij de links, een hele goede is www.chemguide.co.uk