13.4 Buffers

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

13.4 Buffers

Planning les 1

• Checkvraag (+ huiswerkcheck). 
• Uitleg kort over buffers.
• Aan de slag!

Checkopgave 

HX^- reageert als zuur met water. Kz=1,3 . 10^-4. Bereken het percentage HX^- bij een pH van 6,8 in juiste significantie.

pH van bloed

Bloed heeft een pH van tussen de 7,35 en 7,45, en dus licht basisch. Dit luistert heel nauw omdat veel lichaamsprocessen zijn pH afhankelijk. 

Echter hebben veel medicijnen zwakke zuren of zwakke basen als onderdeel. Hoe gaat dat dan?

BUFFERS!

Eigenschappen van een bufferoplossing

Een bufferoplossing wordt gebruikt om een oplossing op de pH van een oplossing constant te houden. 

De pH verandert niet bij het toevoegen van geringe  hoeveelheden zuur of base, ook niet bij verdunnen, HOE DAN?

Een buffersysteem bevat zowel een zwak zuur als een zwakke base, een zuur-base koppel. 

Eigenschappen van een bufferoplossing

Het zuur en base van een zuur-basekoppel staan naast elkaar in tabel 49. Voor een meest efficiënte buffer is de verhouding:

 zuur:base --> 10: 1,0 en 1,0 : 10 

Het oplossen van dat zwakke zuur geeft een evenwicht zoals:

 

De [Z^-] is nog te laag om voor een goede buffer te zorgen, dus NaZ zout erbij tot een goede buffer. 

Eigenschappen van een bufferoplossing

Een bufferoplossing bevat altijd een hoeveelheid zwak zuur, dus geldt nog steeds de zuurconstante Kz:

In tegenstelling tot normaal zijn [H₃O⁺] en [Z^-] niet gelijk aan elkaar. De H₃O⁺ komt van het zwakke zuur en de Z^- van de zwakke base door het toegevoegde zout. 

De pH berekenen van een bufferoplossing staat in de 'zo doe je dat'. 

Lees uit 13.4: werking van een buffer en het maken van een buffer. 

Wat lees je erover? 

Zelfstandig bedenken en daarna in DUO's

Het maken van bufferoplossingen

Een bufferoplossing bevat vrij grote hoeveelheden zwak zuur en zwakke base. Welk zuur-base koppel hangt af van de gewenste pH. Om de pH van een buffer te berekenen wordt de standaard formule net even omgeschreven:

Het maken van bufferoplossingen

Bij de meeste buffers ligt de verhouding [Z-] : [HZ] tussen de 

10 : 0,10 en 0,10 : 10. Als geldt [Z-] = [HZ] dan is de verhouding 1.

Dan geldt Kz=[H3O⁺] en pKz= pH.

Voor de pH van de buffer moet je kijken wat de pKz is van het zuurbase koppel en die zo dicht mogelijk op elkaar vinden.

Ethaanzuur is een goede keuze als je de pH rond 4,6 wil hebben.

Hoe maak je een buffer?

Oplossen van een hoeveelheid zwak zuur en een hoeveelheid van zijn geconjugeerde base. 

• HZ + H₂O <-> Z^- + H₃O⁺
• Z^- + H₂O <-> HZ + OH^-

Als je dan zuur (H₃O⁺) of base (OH^-) toevoegt, verschuift het evenwicht terug naar HZ of Z^- en blijft de pH dus (vrijwel) gelijk.  

Wanneer werkt de buffer goed?

• Werkt goed wanneer het geconjugeerde koppel wordt gebruikt
• De concentratieverhouding moet niet te groot zijn (max 1:10) 
• De ingestelde pH moet niet teveel afwijken van de pKz (+-1 punt max)

Rekenen aan bufferoplossingen

Aan de slag

H: 40

B: 37 t/m 39, 41 en 43

V: 42

Ruimte in de les: 41 samen bespreken (laatste 10 min)

Lesopzet 2

• Vragen tot nu toe?
  
• 13.5 Transport lezen
• Extra zuurbase-reacties  uit oude toetsen
  
• Aan de slag!
• V2017-I opgave 6 - (ionisatiepercentage)