§6.4 waterevenwicht

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4,5

§6.4
Waterevenwicht

Weten we het nog?

Metalen 

• Bestaan alleen uit metaal elementen
  
• Geleiden altijd elektrische stroom

Zouten

• Bestaan uit een metaal en een niet-metaal element
  
• Geleiden alleen stroom in (aq) of (l)
  

Moleculaire stoffen

• Bestaan uit alleen niet-metalen
  
• Geleiden geen elektrische stroom

Zuren en basen

• De zuurgraad van oplossingen noemen we de pH-waarde.
• pH-schaal loopt van -1,5 tot 15,5.
   Meestal kom je een pH-schaal tegen van 0 - 14
• Hoe zuurder de oplossing, hoe lager de pH.
• Hoe basischer de oplossing, hoe hoger de pH.
• Een neutrale oplossing heeft pH 7.

BiNaS

Tabel 49

pH meten

• Met een pH-meter (zeer nauwkeurig)

• Met indicatoren: hulpstoffen die verkleuren bij verandering van pH (minder nauwkeurig)

• Lakmoespapier
• Universeel indicator papier
• Oplossingen met indicator

Lakmoespapier

• Rood en blauw lakmoespapier.
• Onnauwkeurige methode.
• Omslagtraject pH 5,5 - 8,0 (Binas 52A)
                                                                ==> zal dus ook 'mengkleur' kunnen hebben
• Zure oplossing: blauw lakmoes kleurt rood
• Basische oplossing: rood lakmoes kleurt blauw
  Kijk naar het filmpje op de volgende slide en leg daarna uit wat je kan zeggen over de pH van soda-oplossing.

00:03-00:41

azijn

water

soda

Universeel indicatorpapier

Strook geel papier:  

afhankelijk van de pH van 

aangebrachte oplossing 

verkleurd. De kleur vergelijk

je daarna met kleurenschijf 

op het doosje.

simulatie pH

Waterevenwicht

Waterevenwicht

Er zitten ook ionen in puur water.

Water kan splitsen in een H+ en een OH- ion:

2 H2O (l)                           H3O+ (aq) +  OH- (aq)

Dit evenwicht heet het waterevenwicht

In het schoonste water komen dus altijd ionen voor

Waterevenwicht

De pH en pOH

simulatie pH

Waterevenwicht -> pH + pOH = 14

Waterevenwicht

Waterevenwicht

Concentratie berekenen

Om de [H+] te berekenen uit de pH moet je dus het omgekeerde hebben van de log:

Significantie bij pH en [..]

Bij pH-berekeningen gelden afwijkende regels voor significantie:

Het aantal significante cijfers van de concentratie zijn de decimalen van de pH!

[H₃O⁺ ] = 2,5 x 10-4 pH = - log 2,5 x 10-4 = 3,60

Significantie bij pH en [..]

Aantal significante cijfers van de concentratie zuur (of base) is het aantal decimalen van de pH (of pOH)

Significantie bij pH en [..]

pOH

Bij basische oplossingen is het (vaak) makkelijker om de [OH^-] te berekenen in plaats van de [H₃O⁺]

Hier de logaritmische schaal van is dan dus de pOH: basegraad

pH en pOH

pH berekening sterke base

Wat is de pH van een 0,010 M natronloog?

pH berekening sterke base

Wat is de pH van een 0,010 M natronloog?

onthouden

1. Zuur staat H+ ion af       Base neemt H+ ion op
2. Kw               = [H3O+].[OH-] = 10-14
3. pH               = -log [H3O+]    , dus [H3O+]  = 10-pH
4. pOH            = -log [OH-] ,       dus [OH-] = 10-pOH 
5. pH + pOH = 14

BiNaS

37 I

38 A

49

50 A

52 A

Gebruik exp (macht 10)  op
casio FX-82MS

zie video-link volgende slide

Gebruik logaritme op
casio FX-82MS

zie video-link volgende slide

Logaritme

Bereken [H3O+] als pH = 5

1. [H3O+] = 10^pH = 10^5 M
2. [H3O+] = -log pH = -0,699
3. [H3O+] = 10^-pH = 10^-5 M
4. [H3O+] = log pH = 0,699

100 mL pH = 5 wordt toegevoegd aan 900 mL water. Bereken pH

1. 10x verdund ==> pH = 4
2. pH blijft gelijk
3. na verdunning wordt de pH = 7 - 5 = 2
4. 10x verdund ==> pH = 6

Bereken pH als [OH-] = 0,10 M

1. pOH = -log 0,1 = 1,0 ==> pH = 14+1 = 5
2. pOH = -log 0,1 = 1,0 ==> pH = 1 - 14 = -13
3. pH = -log 0,1 = 1,0
4. pOH = -log 0,1 = 1,0 ==> pH = 14-1 = 13,0

Uit oplossing van [OH-] = 0,10 M verdampt water waardoor het volume 10x kleiner wordt. Bereken de pH.

1. OH- verdampt niet ==> [OH-] wordt 10x hoger ==> pOH = 0 ==> pH = 14
2. OH- verdampt niet ==> pH = blijft gelijk ==> pH = 13
3. OH- verdampt niet ==> [OH-] wordt 10x hoger ==> pH = 0
4. volumeveranderingen, verdampen of verdunnen, hebben geen invloed op pH ==> pH = 13

Bereken de pH van 0,010M NaOH-oplossing

1. pOH = -log 0,010 = 2 ==> pH = 14+2 = 16,00
2. pOH = -log 0,010 = 2,0 ==> pH = 2 - 14 = -12,00
3. pOH = -log 0,010 = 2,0 ==> pH = 14-2 = 12,00
4. pH = -log 0,010 = 2,00

Bereken de pH als van 0,010M NaOH-oplossing 10 mL verdund tot 10 L

1. 10 mL --> 10 L dus 1000x verdund ==> 3 stappen van 7 af ==> pH = 12-3 = 15
2. 10 mL --> 10 L dus 1000x verdund ==> 3 stappen naar 7 ==> pH = 12-3 = 9
3. 10 mL --> 10 L dus 1000x verdund ==> 3 stappen naar 7 ==> pH = 12-0,3 = 11,7
4. pH blijft gelijk want het is basisch

Extra uitleg pH - berekeningen

zie volgende slide

Bereken de pH als 6,3 g HNO₃ wordt opgelost in 0,5 L water.

Strategie: 

rv (reactievergelijking) >

mol HNO3 >

mol H3O+ >

concentratie H3O+ >

pH

Bereken de pH als 6,3 g HNO₃ wordt opgelost in 0,5 L water.

Strategie: rv>mol HNO₃>molH₃O⁺>concentratie H₃O⁺>pH

Bereken de pH als 5,0 g K₂O wordt opgelost in

250 mL water.

Strategie: rv > mol K₂O > mol OH^- > [OH^-] > pOH > pH

Bereken de pH als 5,0 g K2O wordt opgelost in

250 mL water.

Strategie: 

rv (reactievergelijking) >

mol K₂O >

mol OH- >

concentratie OH- , [OH^-]>

pOH >

pH