In deze module wordt het rekenen aan zwakke zuren en basen behandeld en kun je oefenen met opdrachten. Er is hier ook meteen aandacht voor Buffers.
Je kunt zelf kiezen hoe je deze module doorwerkt en wat je wel of niet doet.
Als je begint met de Check en je maakt die goed, ben je eigenlijk al klaar.
Leerdoelen
Zwakke zuren
Je kunt de pH berekenen als je de Kz en molariteit van een zwak zuur weet.
Je kunt de molariteit van een zwak zuur berekenen als je de Kz en de pH weet.
Je kunt Kz berekenen als je de molariteit en de pH van een oplossing van een zuur weet.
Je kunt berekenen hoeveel procent van een zwak zuur een H+ heeft afgestaan bij een gegeven pH.
Zwakke basen
Je kunt de pH berekenen als je de Kb en molariteit van een zwakke base weet.
Je kunt de molariteit van een zwakke base berekenen als je de Kb en de pH/pOH weet.
Je kunt Kb berekenen als je de molariteit en de pH/pOH van een oplossing van een base weet.
Je kunt berekenen hoeveel procent van een zwakke base een H+ heeft opgenomen bij een gegeven pH.
Buffers
Je kunt vertellen wat een buffer is en met welke stoffen je een buffer kunt maken.
Je kunt [zwak zuur] : [geconjugeerde base] berekenen bij een gegeven pH.
Uitlegfilmpjes zwakke zuren
Kijk onderstaand filmpje voor uitleg over het berekenen van de pH van zure oplossingen.
Kijk onderstaande filmpjes voor verdere uitleg over het rekenen aan zwakke zuren.
Uitlegfilmpjes zwakke basen
Kijk onderstaand filmpje voor uitleg over het berekenen van de pH van basische oplossingen.
Kijk onderstaand filmpje voor verdere uitleg over het rekenen aan zwakke basen.
Rekenen aan zwakke zuren en basen: een overzicht
Zwakke zuren en basen worden bij het oplossen in water maar voor een heel klein deel omgezet in respectievelijk H3O+ en OH-. De omzetting is niet aflopend maar een evenwicht.
De [H3O+], [OH-] en pH zijn dus niet direct uit te rekenen met de beginconcentratie van het sterke zuur of de sterke base. Daarvoor is de evenwichtsvoorwaarde nodig. Gebruik voor alle berekeningen aan zwakke zure of basen de bijbehorende evenwichtsvoorwaarde.
Voor zwakke zuren:
HZ + H2O Z- + H3O+
Kz = \([Z^-][H_{3}O^+] \over[HZ]_{0}-[H_{3}O^+]\)
Bij oplossingen van een zwak zuur geldt [Z-] = [H3O+] dus Kz = \([H_{3}O^+]^2 \over[HZ]_{0}-[H_{3}O^+]\)
Vaak kan [H3O+] in de noemer verwaarloosd worden en dan Kz•[HZ]0 = [H3O+]2
Voor zwakke basen:
B + H2O HB+ + OH-
Kb = \([HB^+][OH^-] \over[B]_{0}-[OH^-]\)
Bij oplossingen van een zwakke base geldt [HB+] = [OH-] dus Kb = \([OH^-]^2 \over[B]_{0}-[OH^-]\)
Vaak kan [OH-] in de noemer verwaarloosd worden en dan Kb•[B]0 = [OH-]2
Een buffer is een oplossing die zowel zwak zuur als de bijbehorende zwakke (geconjugeerde) base in enigszins gelijke hoeveelheden (binnen een factor 10) bevat. Hierdoor verandert de pH maar weinig als er een beetje zuur of base wordt toegevoegd (bufferende werking = pH verandert nauwelijks). Het evenwicht is hetzelfde als bij oplossingen van alleen een zwak zuur of een zwakke base met het verschil dat \([Z^-] \neq [H_{3}O^+] \) en \([B] \neq [OH^-]\). Een buffer-oplossing kan vanuit het zuur of vanuit de base beschreven worden.
Als zuur:
Het volgende evenwicht geldt HZ + H2O Z- + H3O+ met de evenwichtsvoorwaarde Kz = \({[Z^-] \over [HZ]} x [H_{3}O^+]\)
Als base:
Het volgende evenwicht geldt B + H2O HB+ + OH- met de evenwichtsvoorwaarde Kb = \({[HB^+] \over [B]} x [OH^-]\)
Als de vraag is hoeveel % van het fosforzuur heeft een H+ afgestaan bij pH=2,00
Je hebt 0,69 mol H2PO4- per 1,00 mol H3PO4
In totaal heb je dan 1,69 mol
(0,69/1,69) x 100 % = 41 % is in de vorm van H2PO4- (dat is H3PO4 dat een H+ heeft afgestaan)
Oefenen met wat opgaven
Opgave 1.
a] Bereken de verhouding [HNO2] : [NO2-] in een bufferoplossing met pH =4,00.
b] Bereken de verhouding [H2PO4-] : [HPO42-] in een oplossing met pH = 6,20.
c] Bereken hoeveel procent van fenol een H+ heeft afgestaan in een oplossing van pH = 4,50.
Opgave 2.
Bereken hoeveel gram natriumfosfaat je moet oplossen in 500 mL water om een oplossing te krijgen met pH = 12,50 (T=298 K).
Opgave 3.
Lemmy lost 0,25 mol van een onbekende base op in 400 mL water. De pH=11,00. Bereken de Kb van deze base (T=298 K).
Meer oefenen met zwakke zuren
Opgave 4.
Bereken de pH van de volgende oplossingen:
a] 0,40 M HCOOH (methaanzuur)
b] 0,20 M aluminiumnitraat
Opgave 5.
a] bereken de verhouding [HF] : [F-] in een oplossing met pH =3,50.
b] bereken de verhouding [H2PO4-] : [HPO42-] in een oplossing met pH = 4,20.
c] bereken hoeveel procent van benzeencarbonzuur (C6H5COOH) een H+ heeft afgestaan in een oplossing van pH = 4,50.
Opgave 6.
a] Bereken hoeveel mol azijnzuur je op moet lossen in 1,00 liter water om een oplossing te krijgen met pH = 4,1.
b] Bereken hoeveel gram H2Se je moet oplossen in 500 mL water om een oplossing te krijgen met pH = 3,20.
Meer oefenen met zwakke basen
Opgave 7.
a] Leg met een reactievergelijking uit of een oplossing van natriumpropanoaat in water zuur, basisch of neutraal is.
b] Bereken de pH van 0,20 M natriumpropanoaat.
c] Bereken hoeveel gram natriumpropanoaat je in 500 mL water moet oplossen om een oplossing van pH = 9,20 te krijgen.
Opgave 8.
Asmara lost 0,30 mol van een onbekende base op in 600 mL water. De pH van de oplossing die ze krijgt is 10,80. Bereken de Kb van de onbekende base.
Opgave 9.
Brian heeft een mengsel van de vaste zouten natriumsulfaat en natriumethanoaat. Hij krijgt de opdracht het massapercentage natriumethanoaat in dit mengsel te bepalen. Eerst lost hij 3,20 gram van het mengsel op in 100,0 mL water.
a] Geef de vergelijkingen van alle reacties die dan optreden.
Van de 100,0 mL oplossing doet hij 10,00 mL in een erlenmeijer. Hij voegt een geschikte indicator toe en voegt vervolgens net zo veel 0,01016 M salpeterzuur toe tot de kleur omslaat.
b] Leg uit welke indicator Brian kan gebruiken. Na 7,82 mL salpeterzuur toevoegen is het equivalentiepunt bereikt.
c] Bereken het massapercentage natriumethanoaat in het mengsel.
Opgave 10.
Tülin lost 5,0 mmol van een onbekende base op in 500 mL water. Ze meet de pH van de oplossing die ze krijgt: 11,00. Leg uit of de onbekende base een sterke of een zwakke base is.
Dus als er 1,99 mol C6H5COO- is, is er 1 mol C6H5COOH en 2,99 mol in totaal.
Dan heeft (1,99/2,99) x 100% = 67% van het benzeencarbonzuur een H+ afgestaan.
Opgave 6.
a] ([CH3COO-][H3O+]) / [CH3COOH] = Kz = 1,7●10-5
[H3O+] = 10-4,1 = 7,9x10-5 M en [CH3COO-] = 7,9x10-5 M
Dit invullen in de Kz-vergelijking geeft (7,9x10-5)2 / [CH3COOH] = 1,7●10-5
[CH3COOH] = 3,47●10-4
De CH3COO- was eerst CH3COOH. Dus is er 3,71●10-4 + 7,9x10-5 = 4,5x10-4 mol azijnzuur opgelost in 1,00 L water. Omdat je maar 1 significant cijfer mag gebruiken ivm de pH wordt het 4x10-4 mol.
b] ([HSe-][H3O+]) / [H2Se] = Kz = 1,3x10-4
[H3O+] = 10-3,20 = 6,3x10-4 M en [HSe-] = [H3O+] = 6,3x10-4
(6,3x10-4)2 / [H2Se] = 1,3x10-4
[H2Se] = 3,06x10-3 M.
Het HSe- was eerst H2Se. Er is dus 3,06x10-3 + 6,3x10-4 = 3,69x10-3 mol H2Se per liter opgelost. Dus 0,500 x 3,69x10-3 = 1,85x10-3 mol per 500 mL. Dat komt overeen met 1,85x10-3 x 80,98 = 0,15 gram H2Se.
Opgave 7.
a] Het propanoaation is een zwakke base, in het water stelt zich het volgende evenwicht in:
b] Op het equivalentiepunt is het zuur CH3COOH aanwezig, de pH is dus licht zuur, methylrood is een geschikte indicator.
c] 7,82 mL x 0,01016 mmol/mL = 0,0795 mmol H3O+ is toegevoegd, er was dus ook 0,0795 mmol CH3COO-
Omdat hij maar een tiende deel heeft genomen zat er 10 x 0,0795 = 0,795 mmol NaCH3COO in het mengsel. Dat komt overeen met 0,795x10-3 x 82,17 = 0,06517 gram. Dus (0,06517/3,20) x 100% = 2,04%.
Opgave 10.
De concentratie van de onbekende base is 5,0 mmol / 500 mL = 0,010 M.
Als de base sterk is zou er 0,010 M OH- zijn.
De pOH is dan –log0,010 = 2,00 en de pH = 14,00 - 2,00 = 12,00
De pH is minder basisch, dus is niet alle base omgezet in OH- en is de base zwak.
Het arrangement Rekenen aan Zwakke Zuren en Basen is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
herbert van de voort
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2021-11-30 15:51:44
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
Oefeningen en toetsen
Check Zuren en Basen
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat
alle
informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen
punten,
etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
