Samenvatting Scheikunde Hoofdstukken 8&9: zuren en basen

Transcriptie

1 Samenvatting Scheikunde Hoofdstukken 8&9: zuren en basen Samenvatting door een scholier 1810 woorden 4 december ,8 9 keer beoordeeld Vak Methode Scheikunde Chemie overal Scheikunde hoofdstuk 8 Zuren vwo de ph van een oplossing Een indicator is een stof waarmee je kunt bepalen of een oplossing zuur, basisch of neutraal is. Voorbeelden van indicatoren zijn lakmoes, universeel indicatorpapier en verschillende oplossingen. In Binas tabel 52 A staan indicatoren met het bijbehorende omslagtraject. 8.3 zuren in water Zuren kunnen stroom geleiden en bevatten dus ionen. Als een zuur oplost in water worden H+ - ionen afgegeven aan de watermoleculen. Zo ontstaat onder andere H3O+, het oxoniumion. HClg+H2Ol H3O+aq+Cl-(aq) Alle oplossingen van zuren bevatten het oxoniumion. Er is een verschil tussen sterke en zwakke zuren. In water splitst sterk zuur zich volledig in ionen, dit is een aflopende reactie. Een zwak zuur splitst zich maar gedeeltelijk in ionen, het is een evenwichtsreactie. Bij de oplossingsvergelijking van een zwak zuur staan dubbele pijlen. 8.4 formules en namen van zuren Een organisch zuur is een stof met een koolstofskelet en een COOH-groep. Het H-atoom in deze zuurgroep kan worden afgestaan als een H+ - ion. Een meerwaardig zuur kan er meerdere afstaan. Meestal wordt er dan gevraagd naar meerdere reactievergelijkingen Een anorganisch zuur is een stof zonder een koolstofskelet. Koolzuur en zwaveligzuur zijn instabiele zuren. Een meerwaardig zwak zuur verliest in water maar een waterstofion. Pagina 1 van 7

2 Sommige ionen kunnen zich als zuren gedragen. In Binas tabel 49 vind je een groot aantal sterke en zwakke zuren en basen. 8.5 berekeningen aan zure oplossingen De ph kan berekend worden met twee formules, namelijk: ph= -logh3o+ en H3O+=10-pH. Bij een oplossing van een sterk zuur kun je de ph rechtstreeks berekenen uit de molariteit van de oplossing, omdat er nergens een evenwicht aanwezig is. Bij een zwak zuur, is er wel een evenwicht. Het is dus van belang dat de zuurconstante opgesteld wordt. Rekenvoorbeelden zijn: 1: Gegeven: oplossing van HF met een molariteit van 2,5 M, Kz=6, Gevraagd: de ph HFaq+H2ol H3O++F- aq HF H3O+ F- T(0) 2,5 0 0 Omgezet -x +x +x T(ev) 2,5-x x x de evenwichtsvoorwaarde is Kz=H3O+F-HF 6,3 10-4=(x) (x)(2,5-x) Door het oplossen van de vierkantsvergelijking met de formule: x=-b±b2-4ac2a, kom je uit op x=0,039 mol/l. de ph is dan -log 0,039= 1,41. 2: gegeven: molariteit is 2,1 M, de ph is 2,22 Gevraagd: de zuurconstante H3O+=10-2,22=6, mol/l H3O+ Z- HZ T(0) 0 0 2,1 Omgezet +6, , , T(ev) 6, , ,1-6, Kz= (6, ) (6, )2,1-6, =1, Pagina 2 van 7

3 3: gegeven: onbekende hoeveelheid oxaalzuur in 1 L water. ph is 2,30 Gevraagd: de molariteit van de oplossing H2C2O4aq+H2Ol H3O+ aq+hc2o4- H3O+=10-2,30=5, mol/l H3O+ is gelijk aan HC2O4- H3O+ HC2O4- H2C2O4 t(0) 0 0 x Omgezet +5, , , T(ev) 5, , x-5, Kz=H3O+ HC2O4-H2C2O4 5,6 10-2= 5, , x-5, door dit op te lossen kom je op x=5, Scheikunde hoofdstuk 9 Basen vwo basen in water Een base is een deeltje dat een H+ kan opnemen. Een basische oplossing bevat altijd een hydroxide-ion, OH-. Een sterke base reageert aflopend met water, bij een zwakke base treedt met water een evenwichtsreactie op. CH3COO-aq+ H2O(l) CH3COOHaq+ OH- CaO aq+h2o l Ca2+aq+2 OH- 9.3 formules en namen van basen Als een goed oplosbaar zout een sterk basisch ion bevat, reageert het zout met water. Je noteert dan 1 reactievergelijking. Als een goed oplosbaar zout een zwak basisch ion bevat, noteer je twee reactievergelijkingen: een van het oplossen van het zout en een van de reactie van het water met de base. Als een slecht oplosbaar zout een basisch ion bevat, verloopt er geen reactie met water. Aminen zijn zwakke organische basen. Ook ammoniak is een zwakke base. Een eenwaardige base kan 1 waterstofion opnemen. Een meerwaardige base kan meerdere waterstofionen opnemen. Een oplossing van een sterke base noteer je als de ionen die ontstaan door de reactie met water. Een ion als zwakke base noteer je als het oorspronkelijke ion. Een oplossing van een moleculaire stof als een zwakke base noteer je als Pagina 3 van 7

4 het oorspronkelijke molecuul. 9.4 ph berekeningen aan basische oplossingen De poh is de basegraad. ph=-logh3o+ en H3O+=10-pH poh=-logoh- en OH-=10-pOH Als je de poh hebt, kun je ook de ph berekenen, want ph + poh = 14,00. Rekenvoorbeeld aan een zwakke base: gegeven:2,3 gram NaF in 1 L water. gevraagd:de ph oplosvergelijking:naf s Na+ aq+f-aq Reactievergelijking: F-aq+H2Ol HFaq+OH-(aq) 2,3 gram NaF is gelijk aan 0,0548 mol, en dus ook 0,0548 mol/l. F- HF OH- T(0) 0, Omgezet -x +x +x T(ev) 0,0548-x x x Kb=HF OH-F- 1, =x20,0548-x Oplossen met de abc-formule geeft x=9, poh=-log9,4 10-7=6,03 ph=14,00-6,03=7,97 Bij een zwakke base kun je de molariteit berekenen als de ph Pagina 4 van 7

5 Een rekenvoorbeeld aan een sterke base: gegeven:2,3 gram NaC2H5O in 1 L water gevraagd:de ph NaC2H5O s+h2o l Na+aq+OH-aq+C2H5OH aq 2,3 gram is 0,034 mol NaC2H5O. Dat betekent in dit geval ook 0,034 mol/l. poh=-log0,034=1,47 ph=14,00-1,47=12,53 en de baseconstante gegeven zijn. Als de ph en de molariteit gegeven zijn kun je de baseconstante berekenen en als de molariteit en de baseconstante gegeven zijn kun je de ph berekenen. Rekenvoorbeeld Gegeven: molariteit is 3636,38 M, de ph is 12,30 Gevraagd: de Kb OH-=10-1,70=2, mol/l OH- H2S HS- T(0) ,38 omgezet +2, , , T(ev) 2, , ,36 Kb=(2,0 10-2)23636,36=1, Rekenvoorbeeld Gegeven: de ph van de HS- oplossing in 1L is 12,30, de poh is dus 1,70. Gevraagd: de molariteit HS-aq+H2Oaq OH-aq+H2S aq OH-=10-pOH, OH-=10-1,70=2, OH- H2S HS- T(0) 0 0 x omgezet +2, , , T(ev) 2, , x-2, ,1 10-7=(2,0 10-2) (2,0 10-2)(x-2,0 10-2) Het oplossen hiervan geeft x= 3636,38 M 9.5 reacties tussen zuren en basen Een zuur-basereactie is een reactie tussen een zuur en een base. Het zuur geeft H+ ion(en) af aan de base. Stappenplan voor het opstellen van een zuur-basereactie: 1. Noteer de formules van alle deeltjes die aanwezig zijn 2. Bepaal welk deeltje het zuur is en welke de base Pagina 5 van 7

6 3. Stel de reactievergelijking van de reagerende deeltjes op Voorbeeld 1 Oplossing van salpeterzuur en een oplossing van natriumacetaat. 1. Salpeterzuur (HNO3) : H3O+ aq en NO3 -(aq) Natriumacetaat NaCH3COO: Na+aq en CH3COO-(aq) Behalve deze stoffen zit er ook nog H3O+ en H2O in het reactiemengels. 2. H3O+ is ALTIJD het sterkste zuur, en in dit geval is CH3COO- de sterkste base 3. H3O+aq+CH3COO- aq H2O l+ CH3COOH (aq) Voorbeeld 2 Natronloog bij een oplossing van ammoniumchloride. 1. NatronloogNaOH: Na+ aq en OH-(aq) Ammoniumchloride: NH4+aq en Cl-(aq) Behalve deze stoffen is er ook nog water aanwezig 2. NH4+ is het sterkste zuur, en OH- is ALTIJD de sterkste base 3. NH4+ aq+oh-aq NH3g+H2O(l) Voorbeeld 3 Zoutzuur bij een natriumwaterstofsulfideoplossing. 1. ZoutzuurHCl: H3O+aq en Cl-aq Natriumwaterstofsulfide (NaHS):Na+ aq en HS-(aq) 2. H3O+ is het sterkste zuur, HS- is de sterkste base 3. H3O+aq+ HS-aq H2Ol+H2S (g) Pagina 6 van 7

7 Voorbeeld 4 Calciumcarbonaat en azijnzuur 1. Calciumcarbonaat los slecht op: CaCO3(s) Azijnzuur:CH3COOH (aq), er is ook nog water aanwezig. 2. Azijnzuur is het sterkste zuur en de CO32 ionen zijn de zwakste base. 3. 2CH3COOHaq+CaCO3s 2CH3COO-aq+Ca2+aq+ H2Ol+CO2(g) 9.6 kwantitative analyse Als je de molariteit van een zure of basische oplossing wilt bepalen, kun je gebruik maken van een zuur-base titratie. Het equivalentiepunt is het eindpunt van de titratie. Als je een zwak zuur met een sterke base titreert, ligt de Ph bij het equivalentiepunt boven de 7. Andersom, ligt het onder de 7. Titreer je een sterk zuur met een sterke base, dan ligt de ph bij het equivalentiepunt rond de 7. Bij titreren is de nauwkeurigeheid van het glaswerk belangrijk. Rekenvoorbeeld 1. Stel de reactievergelijking op: H3O+aq+OH-(aq) 2H2O(l) 2. Bereken hoeveel mol ionen er in het mengsel zitten: Molariteit natronloog=0,10 M, het is 10,2 ml. 0,0102 0,10=1, ionen OH-. Er zitten evenveel H3O+ ionen in de oplossing. 3. Bereken de molariteit. 1, ,01=0,102 mol/l Pagina 7 van 7