Cursus Chemie 3-1. Hoofdstuk 3: Zuren, basen en zouten 1. INLEIDING



Vergelijkbare documenten
SCHEIKUNDE VOOR BEGINNERS

Chemie: oefeningen zuren, hydroxiden en zouten

Wat zijn anorganische of minerale stoffen? In hoeveel stofklassen zijn de anorganische stoffen in te delen?

7.0 Enkele belangrijke groepen van verbindingen

Het spel: Rad van Fortuin

Spel: Zuren gebaseerd op Monopoly Inleiding:

Opgaven zuurgraad (ph) berekenen. ph = -log [H + ] poh = -log [OH - ] [H + ] = 10 -ph [OH - ] = 10 -poh. ph = 14 poh poh = 14 ph ph + poh = 14

ßCalciumChloride oplossing

Hoofdstuk 3: Water, zuren en basen

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 1, 2.4, 4, 5.1 t/m 5.3

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 9, 10, 11 Zuren/Basen, Evenwichtsconstanten

Scheikunde Samenvatting H4+H5

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 1

Zelfs zuiver water geleidt in zeer kleine mate elektrische stroom en dus wijst dit op de aanwezigheid van geladen deeltjes.

5 Water, het begrip ph

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN Dit examen bestaat voor iedere kandidaat uit 5 OPGAVEN

5 Formules en reactievergelijkingen

Hoofdstuk 6: Zure en base oplossingen / ph

namen formules ionogene stoffen van Als je de negatieve ionen (behalve OH - ) koppelt aan H + - ionen ontstaan verbindingen die men zuren noemt.

ZUIVERE STOF één stof, gekenmerkt door welbepaalde fysische constanten zoals kooktemperatuur, massadichtheid,.

1. Geef bij de volgende reactievergelijkingen steeds aan:

1. Elementaire chemie en chemisch rekenen

1. Elementaire chemie en chemisch rekenen

Hoofdstuk 3: Zuren, hydroxiden en zouten

I. Basiskennis. ijs. Een chemisch verschijnsel is het verschijnsel waarbij wel nieuwe stoffen ontstaan.

Intermezzo : elementen en symbolen

1. Elementaire chemie en chemisch rekenen

I. Basiskennis. Zuivere stof*: Is materie die uit 1 stof bestaat en niet meer gescheiden kan worden door fysische scheidingstechnieken.

Voorkennis chemie voor 1 Ba Geografie

Cursus Chemie 2-1. Hoofdstuk 2: Chemische bindingen 1. INLEIDING

Chemie (ph) bij het inkuilen Scheikunde klas V41a en V41b door Erik Held

1 Voedingselementen Voedingselementen Zuurgraad Elektrische geleidbaarheid (EC) Afsluiting 14

Niet-metalen + metalen. Uit welk soort atomen is een ionbinding opgebouwd? Geef de chemische formule van gedemineraliseerd water.

Hoofdstuk 3: Zuren en basen

ZUREN EN BASEN. Samenvatting voor het HAVO. versie mei 2013

Stoffen, structuur en bindingen

INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE HOOFDSTUK 2: ATOOMBOUW EN CHEMISCHE BINDING

Hoofdstuk 12 Zuren en basen

Je kunt de ph van een oplossing meten met een ph-meter, met universeelindicatorpapier of met behulp van zuur-base-indicatoren.

SCHEIKUNDE VOOR BEGINNERS

07 MOLECUULFORMULES & CHEMISCHE BINDINGEN PROCESTECHNIEK

Wat is de verhouding tussen de aantallen atomen van de elementen Mg, P en O in magnesiumfosfaat?

Wat is de verhouding tussen de aantallen atomen van de elementen Mg, P en O in magnesiumfosfaat?

OEFENTOETS Zuren en basen 5 VWO

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN Dit examen bestaat voor iedere kandidaat uit 5 OPGAVEN

Hoofdstuk 3-5. Reacties. Klas

Bepaal het atoomskelet van de verbinding

SCHEIKUNDE KLAS 3 REACTIES SKILL TREE

vrijdag 15 juni :26:05 Midden-Europese zomertijd H6 Zuren en basen 4havo voorjaar 2012

Scheikunde hoofdstuk 8 en 9 VWO 5 SE 2 Hoofdstuk 8

Antwoorden deel 1. Scheikunde Chemie overal

H4SK-H7. Willem de Zwijgerteam. CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie.

universele gasconstante: R = 8,314 J K -1 mol -1 Avogadroconstante: N A = 6,022 x mol -1 normomstandigheden:

Hoofdstuk 2 Anorganische samengestelde stoffen

5-1 Moleculen en atomen

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 1 + 2

Oefenopgaven REDOX vwo

Samenvatting Scheikunde Scheikunde Chemie overal H1 3 vwo

Oefenopgaven REDOXREACTIES vwo Reactievergelijkingen en halfreacties

Hoofdstuk 8. Redoxreacties. Chemie 6 (2u)

Zuren en basen: een moeilijk duo. Michiel Vogelezang Instituut voor Leraar en School, Nijmegen Woudschoten, 7 en 8 november 2008

Antwoorden deel 1. Scheikunde Chemie overal

29ste VLAAMSE CHEMIE OLYMPIADE EERSTE RONDE

De waterconstante en de ph

Examen Chemie. Indeling van de zuren

1. Elementaire chemie en chemisch rekenen

Uitwerkingen van de opgaven uit: BASISCHEMIE voor het MLO ISBN , 3 e druk, Uitgeverij Syntax Media Hoofdstuk 14 Zouten bladzijde 1

1) Stoffen, moleculen en atomen

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 1 en 2

7. Chemische reacties

13 Evenwichten. Hoofdstuk 13 Evenwichten Omkeerbare reacties Dynamisch evenwicht

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 3

Hoofdstuk 17 Redoxreacties

Atoombinding structuurformules nader beschouwd (aanvulling 2.4)

ZUREN EN BASEN. Samenvatting voor het VWO. versie mei 2013

PbSO 4(s) d NH 4Cl + KOH KCl + H 2O + NH 3(g) NH 4. + OH - NH 3(g) + H 2O e 2 NaOH + CuCl 2 Cu(OH) 2(s) + 2 NaCl

Hoofdstuk 10: Zuren, Basen en Zuurbase reacties

Paragraaf 1: Fossiele brandstoffen

5.4 ph van oplossingen van zwakke zuren of zwakke basen

Fosfor kan met waterstof reageren. d Geef de vergelijking van de reactie van fosfor met waterstof.

Oefenopgaven ZUREN en BASEN havo

Rekenen aan reacties. Deze les. Zelfstudieopdrachten. Zelfstudieopdrachten voor volgende week. Zelfstudieopdrachten voor deze week

Zuren en basen. Hoofdstuk 1

Samenvatting Scheikunde H3 Reacties

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN Dit examen bestaat voor iedere kandidaat uit 8 OPGAVEN

Samenvatting Scheikunde Hfst. 6 Chemie en schoonmaken

Basiskennis 4 chemie 1. I. Basiskennis

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Chemie: opbouw materie 23/5/2015. dr. Brenda Casteleyn

HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten

Uitwerkingen Uitwerkingen 4.3.4

Basis chemie Chemie 6 (2u)

Redoxreacties; een aanvulling op hoofdstuk 13

Hoofdstuk 6. De ph/zuurgraad is een getal waarin de hoeveelheid zuur of base wordt uitgedrukt. Dit getal ligt meestal tussen de 0 en 14.

Atomen en elementen. Edelgasconfiguratie zouten en verbindingen. Inhaallessen Basis chemie 15/01/2012

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN Dit examen bestaat uit twintig vragen

2 H 2 O(vl) H 3 O + (aq) + OH - (aq) Deze evenwichtsreactie wordt meestal eenvoudiger als volgt geschreven:

Hulpmiddelen: Binas T99, T40A. Hulpmiddelen: Binas T99, T40A

Elementen; atomen en moleculen

Dit examen bestaat voor iedere kandidaat uit 20 vragen

OEFENOPGAVEN VWO ZUREN EN BASEN + ph-berekeningen

Transcriptie:

Cursus Chemie 3-1 Hoofdstuk 3: Zuren, basen en zouten 1. INLEIDING Gedurende de geschiedenis van de scheikunde is er gepoogd om op allerlei manieren een classificatie van de verbindingen op te stellen. Hiervoor gaat men uit van overeenkomsten in chemisch gedrag en hieruit distilleert men dan een fundamentele algemene regel, die de basis vormt voor het begrijpen van de fenomenen. In dit hoofdstuk gaan we verder in op de verbindingen die gekend zijn als ZUREN en BASEN. In de loop der tijden zijn er door chemici verschillende operationele definities voor zuren en basen voorgesteld. Al deze definities zijn nuttig gebleken en elke definitie heeft zijn voordelen. Het grootste verschil is hierin gelegen dat de meest recente definities een ruimer kader creëren en zo meer verbindingen in de classificatie omvatten. 2. DE VROEGSTE CONCEPTEN Boyle definieerde in 1680 zuren als verbindingen die bepaalde kleurstoffen van blauw naar rood lieten verkleuren en die deze eigenschap verloren na contact met alkali. (de term 'alkali' voor 'basisch' komt uit het Arabisch en betekent : as van planten.) Later definieerde men zuren als stoffen die een zure smaak hebben en bij kontakt met kalksteen koolzuurgas vrijmaken. In 1787 stelde Lavoisier dan weer voor om zuren te definiëren als stoffen die zuurstof bevatten. Maar in 1810 toonde Davy aan dat HCl enkel waterstof en chloor bevatte en zijn werk leidde tot de opvatting dat zuren eerder moeten gezien worden als stoffen die waterstof bevatten i.p.v. zuurstof. 3. ZUREN EN BASEN VOLGENS ARRHENIUS Arrhenius onderzocht het gedrag van opgeloste stoffen en hun geleidbaarheid. Hij stelde dat oplossingen elektrisch geleidend zijn als de opgeloste stoffen ontbonden zijn in positieve en negatieve ionen. Zijn indeling van zuren en basen is gebaseerd op de ionen die gevormd worden als stoffen in water oplossen. Volgens Arrhenius is een stof die waterstofionen (H +,protonen) produceert in waterige oplossing een zuur. Een base is een stof die hydroxyl-ionen produceert (OH - ). Het proton is verantwoordelijk voor de zure eigenschappen van zuren en de hydroxyl-ionen voor de basische eigenschappen van basen. Bijvoorbeeld: In water opgelost splitst de HCl molecule en vormt 2 ionen: H + en Cl -. Aangezien er H + ionen gevormd worden is HCL een zuur. Analoog voor NaOH: hier worden de ionen Na + en OH - gevormd. Aangezien er hydroxyl-ionen gevormd worden is NaOH een base. 4. ZUREN EN BASEN VOLGENS BRÖNSTEDT Een van de problemen met de definitie van zuren en basen volgens Arrhenius is dat voor basische eigenschappen de aanwezigheid van hydroxyl-ionen vereist is. Maar er zijn heel wat verbindingen die zuren neutraliseren en geen hydroxyl-ionen bevatten. De meest bekende stof is wel ammoniak (NH 3). Daarom stelde Brönstedt in 1923 voor om zuren en basen als volgt te definiëren: Een zuur is een verbinding die protonen kan afgeven. Een base is een verbinding die protonen kan opnemen. Voorbeeld: NH 3 + HCl ---> NH 4 + + Cl - Hierbij neemt NH 3 een proton op en is dus een base, terwijl HCl een proton afgeeft en dus een zuur is. Evenzo is NH 4 + dus een zuur en Cl - een base.

Cursus Chemie 3-2 5. ZUREN EN BASEN VOLGENS LEWIS De meest uitgebreide definitie van zuur en base is deze van Lewis. Volgens Lewis is een base een stof die een ongepaard elektronenpaar heeft en die dit elektronepaar kan gebruiken om een covalente binding te vormen met een atoom, molecule of ion. Een zuur is dan een stof die een ongepaard elektronenpaar kan opnemen van een base. Ten opzichte van Brönstedt geeft de Lewis definitie weinig verschil wat de basen betreft, maar wel wat betreft de zuren, die heel wat uitgebreider worden. Een voorbeeld: BF 3 is volgens Bronstedts definitie geen zuur, maar wel volgens Lewis. Bij de reaktie BF 3 + NH 3 <===> BF 3-NH 3 geeft NH 3 zijn ongepaard elektronenpaar en BF 3 neemt dit aan met de vorming van een covalente binding. OPMERKING: Toch wordt in de meeste gevallen het zuur-base model van Brönstedt gebruikt vanwege zijn eenvoud. Het model van Lewis wordt dan gebruikt als het echt noodzakelijk is. 6. NAAMGEVING VAN ZUREN EN BASEN 6. 1. Binaire zuren Bij binaire zuren bestaat de zuurrest uit een niet-metaal. Onder normale omstandigheden van druk en temperatuur komen ze meestal voor als gas of in het geval van HF als zeer vluchtige vloeistof. Naam van een binair zuur = waterstof + naam van het niet-metaal + -ide Voorbeelden: HF wordt waterstoffluoride HCl wordt waterstofchloride(gebruikelijke naam voor waterige oplossing van HCl: zoutzuur) HBr wordt waterstofbromide HI wordt waterstofjodide H 2S wordt diwaterstofsulfide HCN wordt waterstofcyanide (gebruikersnaam = blauwzuur) HCN is geen zuiver binair zuur aangezien de zuurrest normaliter uit één niet-metaal bestaat. Daarom wordt HCN ook vaak een pseudobinair zuur genoemd. 6.2. Ternaire zuren of Oxo-zuren Deze zuren bestaan uit waterstof en een zuurrest die naast het niet-metaal één of meerdere zuurstofatomen bevat. Onder normale omstandigheden van druk en temperatuur komen ze meestal voor als een vloeistof of als een laagsmeltende vaste stof (bijvoorbeeld fosforzuur). Het is echter ook mogelijk dat zij niet in zuivere toestand te isoleren zijn en alleen in opgeloste vorm voorkomen. Naam oxo-zuur: waterstof + niet-metaal + -aat of Naam oxo-zuur: naam van niet-metaal + zuur Voorbeelden : Koolstof (Carbon) vormt H 2CO 3 De naam wordt diwaterstofcarbonaat of koolzuur

Cursus Chemie 3-3 Met halogenen (Chloor, Fluor, Broom en Jood) kunnen meerdere oxo-zuren gevormd worden. Chloor vormt zo HClO, HClO 2, HClO 3 en HClO 4. De oxidatiegetallen van Cl in deze verbindingen zijn +1, +3, +5 en +7 en de naamgeving weerspiegelt deze verschillen. HClO 3 (Ox=+5) is (om historische redenen) het standaard-zuur waterstofchloraat of chloorzuur De 'substandaard' uitgangen -ig voor het zuur en -iet voor het zout duiden aan dat het oxidatiegetal twee lager is dan bij het standaardzuur: HClO 2 (Ox= +3: één zuurstof minder) is waterstofchloriet of chlorigzuur; De voorvoegsels per- en hypo- (of onder-) duiden respectievelijk een oxidatiegetal boven de standaard en onder de substandaard aan: HClO 4 (Ox= +7: één zuurstof meer dan standaard) is waterstofperchloraat of perchloorzuur; HClO (Ox=+1: een zuurstof minder dan substandaard) is waterstofhypochloriet of hypochlorigzuur. Bij andere centrale atomen is het aantal oxidatietrappen vaak niet zo uitgebreid en de naamgeving is ook niet volledig regelmatig te noemen. Chemische taal is net als alle taal onderhevig aan historische eigenaardigheden. Vaak is er wel een standaard en een substandaard te onderkennen. De hoogste oxidatietoestand is vaak de standaard maar zeker niet altijd!! HNO 3 is salpeterzuur of waterstofnitraat (Ox= +5) HNO 2 (één zuurstof minder) is salpeterigzuur of waterstofnitriet (Ox=+3) H 3PO 4 is fosforzuur of waterstoffosfaat H 3PO 3 (één zuurstof minder) is fosforigzuur of waterstoffosfiet Ook op overgangsmetalen met hoge oxidatiegetallen wordt deze terminologie toegepast, bijvoorbeeld: MnO 4 - : (Ox=+7) permanganaat MnO 4 2- : (Ox=+6) manganaat Er zijn ook manganieten zoals CaMnO 3 met Ox=+4. 6.3. Andere ternaire zuren Zuurstof is niet het enige sterk elektronegatieve element dat aanleiding geeft tot de vorming van ternaire zouten. Ook fluor, chloor, broom, zwavel, seleen enz. kunnen deze rol vervullen. Zo geeft HF samen met UF 6 het sterke zuur HUF 7, heptafluoro-uraanzuur en zijn zouten de heptafluoro-uranaten. HCl met AuCl 3 geeft HAuCl 4 en zijn zouten de chloroauraten. De benaming is vergelijkbaar met die van de oxozuren, waarbij het atoom dat de rol van zuurstof speelt aangegeven wordt door een voorvoegsel fluoro-, chloro- enz. Voor zwavel is er een eigen voorvoegsel: thio-. Een fosfaat met zwavel in plaats van zuurstof zoals Pd 3(PS 4) 2 heet dus palladiumthiofosfaat. Opmerking : sommige van de meer exotische zuurresten komen alleen voor als zouten en het is soms niet mogelijk om het zuur zelf te isoleren.

Cursus Chemie 3-4 6.4. Basen Naamgeving van de metaalhydroxiden: naam van het metaal + hydroxide. Voorbeelden : NaOH = natriumhydroxide een oplossing van natriumhydroxide in water wordt natronloog genoemd KOH = kaliumhydroxide een oplossing van kaliumhydroxide in water wordt kaliloog genoemd Ba(OH) 2 = bariumhydroxide een oplossing van bariumhydroxide in water wordt barietwater genoemd Ca(OH) 2 = aclciumhydroxide een oplossing van calciumhydroxide in water wordt kalkwater genoemd 7. NAAMGEVING VAN ZOUTEN 7.1. Wat is een zout? Zouten zijn stoffen die bestaan uit metaalatomen en niet-metaalatomen. Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. De metaalatomen leveren altijd de positieve ionen. De niet-metaalatomen leveren altijd de negatieve ionen. 7.2. Naamgeving van zouten De naam van een zout krijg je door de namen van het positieve en het negatieve ion achter elkaar te plaatsen. Voorbeelden - Na 2CO 3 : natriumcarbonaat - NH 4Cl : ammoniumchloride - Fe(NO 3) 3 : ijzer(iii)nitraat - Pb(OH) 2 : lood(ii)hydroxide 7.3. Formules Hierboven hebben we al gezien hoe je de samenstelling van een zout kunt aangeven, namelijk door middel van een zogenaamde verhoudingsformule. In een zout zijn de positieve en negatieve ionen in een zodanige verhouding aanwezig, dat de stof als geheel neutraal van lading is. Voorbeelden Een zout bevat Na + -ionen en Br -ionen. Om evenveel pluslading als minlading te krijgen moet de verhouding tussen de ionen 1:1 zijn. De verhoudingsformule wordt dus NaBr. Een zout bevat Ca 2+ -ionen en Cl -ionen. Om evenveel pluslading als minlading te krijgen moet de verhouding tussen de ionen 1:2 zijn. De verhoudingsformule wordt dus CaCl 2. Een zout bevat Ba 2+ -ionen en NO 3 -ionen. Om evenveel pluslading als minlading te krijgen moet de verhouding tussen de ionen 1:2 zijn. De verhoudingsformule wordt dus Ba(NO 3) 2. Let op de haakjes die om het nitraation staan. Een zout bevat Al 3+ -ionen en SO 4 2 -ionen. Om evenveel pluslading als minlading te krijgen moet de verhouding tussen de ionen 2:3 zijn. De verhoudingsformule wordt dus Al 2(SO 4) 3.

Cursus Chemie 3-5 8. NAAMGEVING VAN OXIDEN 8.1. Oxiden worden gewoonlijk aangegeven door oxide dat voorafgegaan wordt door mono-, di-, tri-, of tetr- om aan te geven dat er respectievelijk 1, 2, 3 of 4 zuurstofatomen bij betrokken zijn. Twee andere vormen van oxides zijn peroxide [O 2 2 ] en superoxide [O 2 ]. In deze laatste vormen heeft zuurstof een hogere oxidatietrap dan in gewone oxiden. 8.2. Types van oxiden Oxiden van de meer elektropositieve elementen (groepen I en II van de tabel van Mendeleev) zijn basisch en ze worden basische anhydriden genoemd. Voorbeeld : Natrium vormt met zuurstof natriumoxide (Na 2O) en als we dit in water brengen bekomen we NaOH (= een sterke base). Oxiden van de elektropositieve elementen (rechterkant van de tabel) zijn zuur. Ze worden daarom zure anhydriden genoemd en in water opgelost vormen ze oxozuren. Voorbeeld : zwavel vormt bij verbranding SO 3 of zwaveltrioxide. In water opgelost krijgen we H2SO4 = diwaterstofsulfaat ( = zwavelzuur). Sommige oxiden kunnen naargelang de omstandigheden zowel basisch als zuur reageren. Deze noemen we amfotere oxiden. Een voorbeeld hiervan is aluminiumoxide Al 2O 3 Opmerking : Sommige oxiden uit de middengroep reageren neutraal en vertonen geen zure of basische eigenschappen.