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 =
Bij oplossingen van een zwak zuur geldt [Z-] = [H3O+] dus Kz =
Vaak kan [H3O+] in de noemer verwaarloosd worden en dan Kz•[HZ]0 = [H3O+]2
Voor zwakke basen:
B + H2O HB+ + OH-
Kb =
Bij oplossingen van een zwakke base geldt [HB+] = [OH-] dus Kb =
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 en
. 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 =
Als base:
Het volgende evenwicht geldt B + H2O HB+ + OH- met de evenwichtsvoorwaarde Kb =
Een rekenvoorbeeld:
Bereken [H3PO4] : [H2PO4-] bij pH=2,00
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)