H7.5 Rekenen met Kz en Kb buffers

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

5V NOVA

H7.5 Rekenen met Kz en Kb

Buffers

Nodig:

NOVA deel 5A

schrift + rekenmachine + Binas T49

Leerdoel

• Je kan de pH of de samenstelling van een bufferoplossing berekenen.
• (volgende les): je kan de pH berekenen van een oplossing van een sterk zuur (of base).

voorbeelden van buffers bij scheikunde

buffer voorwaarden

Een buffer is bestand tegen pH schommelingen,   dus:

• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er een zuur toegevoegd wordt.
• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er een base toegevoegd wordt.
• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er water toegevoegd wordt.

buffer voorwaarden

Een buffer is bestand tegen pH schommelingen,   dus:

• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er een zuur toegevoegd wordt.
• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er een base toegevoegd wordt.
• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er water toegevoegd wordt.

dus welke deeltjes zijn aanwezig in een bufferoplossing?

buffer voorwaarden

Een buffer is bestand tegen pH schommelingen,   dus:

• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er een zuur toegevoegd wordt.                                            base: B- + H3O+ -> HB + H2O 
• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er een base toegevoegd wordt.                        geconjugeerde zuur: HB + OH- -> B- + H3O+
• de pH van een buffer mag niet teveel veranderen als er water toegevoegd wordt.                                        in ongeveer gelijke hoeveelheden

dus welke deeltjes zijn aanwezig in een bufferoplossing?

Een bufferoplossing bevat:

• een zwak zuur
• met zijn de geconjugeerde base
• binnen de verhoudingen 1 : 10 en 10 : 1

De bufferende werking is optimaal als het zwakke zuur en de geconjugeerde base aanwezig zijn in de verhouding 1 : 1    ! 

noteer & leer

Buffers

In het filmpje op de volgende dia 

wordt met behulp van een DEMO

uitgelegd HOE een bufferoplossing werkt...

Een bufferoplossing bevat:

• een zwak zuur
• met zijn de geconjugeerde base
• binnen de verhoudingen 1 : 10 en 10 : 1

De bufferende werking is optimaal als het zwakke zuur en de geconjugeerde base aanwezig zijn in de verhouding 1 : 1    ! 

noteer & leer

Rekenen aan bufferoplossingen

Deze vergelijking heeft 

3 variabelen, waarvan er altijd 2 bekend zijn:

- Kz staat in Binas 49

- opgave geeft pH óf

- verhouding [Z-]/[HZ]

vraagtype 1

Bereken de pH van een bufferoplossing van 0,09 M HF en 0,11 M NaF

gegeven

gevraagd

Binas 49:

Kz (HF) = 6,3*10-4

opgave:

[F-]/[HF]= 

(0,11)/(0,09)

vraagtype 1

Bereken de pH van een bufferoplossing van 0,09 M HF en 0,11 M NaF

gegeven

gevraagd

Binas 49:

Kz (HF) = 6,3*10-4

opgave:

[F-]/[HF]= 

(0,11)/(0,09)

6,3*10-4 = [H3O+] x (0,11)/(0,09)

  [H3O+] =  5,15*10-4 M

          pH = -log(5,15*10-4) = 3,3

(1 decimaal, want concentratie HF 1 s.c.)

vraagtype 2

Bereken de verhouding ammonium en ammoniak in een bufferoplossing met pH = 9,50. 

Noteer je antwoord als NH4+ : NH3 = .... : ....

gegeven

gevraagd

Binas 49

Kb(NH3) =

1,8*10-5

pH = 9,50 > pOH = 4,50

[OH-] = 10-4,50 = 3,16*10-5 M 

vraagtype 2

Bereken de verhouding ammoniak en ammonium in een bufferoplossing met pH = 9,50. 

Noteer je antwoord als NH4+ : NH3 = .... : ....

gegeven

gevraagd

Binas 49

Kb(NH3) =

1,8*10-5

pH = 9,50 > pOH = 4,50

[OH-] = 10-4,50 = 3,16*10-5 M 

1,8*10-5 = 3,16*10-5 x [NH4+]/[NH3]

[NH4+] / [NH3] = 1,8*10-5 / 3,16*10-5 

                             = 0,56 : 1,00

vraagtype 3

Welk zuurbasekoppel heeft de grootste buffercapaciteit bij pH = 3,75?

gegeven

gevraagd

grootste buffercapa-citeit = 

ideale buffer = [Z-]/[HZ]=1

vraagtype 3

Welk zuurbasekoppel heeft de grootste buffercapaciteit bij pH = 3,75?

gegeven

gevraagd

grootste buffercapa-citeit = 

ideale buffer = [Z-]/[HZ]=1

Kz = [H3O+]

oftewel

pKz = pH

Zoek in Binas 49 het zuurbasekoppel met/zo dicht mogelijk bij pKz = 3,75

Maak H7.5 opgave 46

Maak H7.5 opgave 47

tips:

• noteer de reactie die verloopt.
• Bereken met een BOE schema aantal mol HSO₃^- en SO₃^2- en OH^-

Eigen werk

Lees 7.5 buffers

maak opgave 45