8.2 Zuren en zure oplossingen

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

8.2 Zuren in water (zure oplossingen)

Leerdoelen

• Je leert wat de chemische eigenschappen zijn van zuren.
• Je leert een aantal bekende zuren kennen.
• Je leert het verschil kennen tussen sterke en zwakke zuren.

Deze les

• Herhalen koolstofchemie -> zuurgroep
• Uitleg zuren
• Applet sterk/zwak zuur/base
• Lezen 8.2
• Maken 15 t/m 19, 21 t/m 25

Herhaling koolstofchemie

Ethaan

Eth = 2 C

-aan = enkele bindingen tussen C's

Binas 66CD

Ethaanzuur

zuur = COOH-groep

Molecuulformule ethaanzuur = CH3COOH

Geef de naam van het molecuul.

Zuren

• Een zuur is een deeltje wat één of meerdere H+ ionen kan afstaan aan een base.
• Ook wel een H+ donor genoemd.
• Als een zuur oplost in water ontstaat het oxoniumion, H3O+, doordat de H⁺ ionen binden aan watermoleculen.
• Hoe meer H3O+ in oplossing, hoe zuurder de oplossing (dus hoe lager de pH).
• Bij een alkaanzuur, wordt de H+ van de zuurgroep afgestaan.

Oplosvergelijking (ionisatie) zuren

• Zoutzuur = oplossing van waterstofchloride in water (Binas 66A):

HCl + H2O -> H3O+ + Cl-

• Oplossen van zwavelzuur in water (Binas 66B):

H2SO4 + 2 H2O -> 2 H3O+ + SO42-

• Oplossen van azijnzuur (ethaanzuur, Binas 66A) in water: 

CH3COOH + H2O < -> H3O+ + CH3COO- 

Geef de vergelijking waarbij mierenzuur wordt opgelost. Gebruik Binas 66A/D (en evt. 49).

Sterke en zwakke zuren

• Binas 49 geeft een overzicht van bekende zuren en basen.
• Onder te verdelen in: sterk, zwak en zeer zwak, zie volgende slide.
• Hoe sterker een zuur, hoe makkelijker het H+ ion kan worden afgesplitst.
• Bij gelijke molariteit, heeft een sterk zuur een lagere pH, een hogere geleidbaarheid en zal hij sterker reageren dan een zwak zuur (meer H3O+ in oplossing).

Het verschil tussen een sterk en een zwak zuur

Sterk zuur

Zwak zuur

Binas 49

Binas tabel 49_1

Binas tabel 49_2

Volgorde in tabel 49

Is salpeterzuur een sterk/zwak zuur of base? Gebruik Binas 49 en 66B.

1. Sterk zuur
2. Zwak zuur
3. Sterke base
4. Zwakke base

Is het sulfide-ion een sterk/zwak zuur of base? Gebruik Binas 49.

1. Sterk zuur
2. Zwak zuur
3. Sterke base
4. Zwakke base

Is het ammonium-ion een sterk/zwak zuur of base? Gebruik Binas 66B en 49.

1. Sterk zuur
2. Zwak zuur
3. Sterke base
4. Zwakke base

Binas 49

NH₄⁺

S2-

HNO3

In rood de antwoorden op de quizvragen

Applet - sterke en zwakke zuren/basen 

• Op de volgende slide staat een link naar een applet over sterke en zwakke zuren en basen.
• Je kunt de pH meten met een pH-meter en universeel indicatorpapier bij verschillende oplossingen.
• Bekijk ook de verhouding tussen de deeltjes.

https:

Deze les

• Herhalen koolstofchemie -> zuurgroep
• Uitleg zuren
• Applet sterk/zwak zuur/base

• Lezen 8.2
• Maken 8 t/m 15

Leg uit waarom de oplossing van een sterk zuur beter de stroom geleidt dan een zwak zuur met dezelfde moraliteit.

Geef de reactievergelijking die optreedt als het sterke zuur waterstofjodide in water wordt opgelost en geef de notatie van de oplossing van het zuur.

Het zwakke zuur waterstoffluoride (HF) is een gas bij kamertemperatuur.

Geef de reactievergelijking met toestandsaanduiding van de reactie die optreedt als waterstoffluoride in water wordt opgelost.

Antwoord

C₆H₈O₂ (aq) + H₂O (l) ⇄ H3O⁺ (aq) + C₆H₇O_2⁠⁻ (aq)

Als sorbinezuur wordt opgelost in water is slechts een klein deel geïoniseerd. De groeivertragende werking hangt af van de pH van het voedingsmiddel waaraan het sorbinezuur wordt toegevoegd. In voedingsmiddelen die een pH hoger dan 7 hebben, is het niet werkzaam. Het evenwicht van de reactie bij a verschuift dan helemaal naar rechts.

Leg uit of de groeivertragende werking moet worden toegeschreven aan sorbinezuurmoleculen of aan sorbaationen.

Antwoord

Als bij hogere pH het evenwicht helemaal naar rechts verschuift, zijn er geen sorbinezuurmoleculen meer, alleen nog maar sorbaationen. Omdat de stof werkzaam is bij voedingsmiddelen met een pH onder de 7, moeten het dus de sorbinezuurmoleculen zijn die zorgen voor de groeivertragende werking.

Citroenzuur is een driewaardig zuur met molecuulformule C₆H₈O₇.

Wat denk je dat wordt bedoeld met de term ‘driewaardig’?

Antwoord

Driewaardig betekent dat het zuur 3 H⁺ kan afstaan.

Je wilt bepalen hoe groot het massapercentage citroenzuur in een bepaald snoepje is. Om dat te bepalen kun je de H⁺‑ionen in de oplossing laten reageren met OH⁻‑ionen, waarbij je nauwkeurig bepaalt hoeveel mol OH⁻‑ionen daarvoor nodig is.

Hiertoe weeg je het snoepje, verpoedert het en lost het op in water. Vervolgens bepaal je hoeveel mol OH⁻‑ionen nodig is om te reageren met alle H⁺‑ionen die uit de citroenzuurmoleculen kunnen afsplitsen. Met behulp van dit gegeven kun je dan het massapercentage citroenzuur uitrekenen.

Je had 6,64·10⁻⁴ mol OH⁻‑ionen nodig voor de reactie met citroenzuur.

Geef de vergelijking van de reactie tussen de H⁺‑ en de OH⁻‑ionen.

Antwoord

H⁺ (aq) + OH⁻ (aq) → H2O (l)

Je wilt bepalen hoe groot het massapercentage citroenzuur in een bepaald snoepje is. Om dat te bepalen kun je de H⁺‑ionen in de oplossing laten reageren met OH⁻‑ionen, waarbij je nauwkeurig bepaalt hoeveel mol OH⁻‑ionen daarvoor nodig is.

Hiertoe weeg je het snoepje, verpoedert het en lost het op in water. Vervolgens bepaal je hoeveel mol OH⁻‑ionen nodig is om te reageren met alle H⁺‑ionen die uit de citroenzuurmoleculen kunnen afsplitsen. Met behulp van dit gegeven kun je dan het massapercentage citroenzuur uitrekenen.

Je had 6,64·10⁻⁴ mol OH⁻‑ionen nodig voor de reactie met citroenzuur.

Bereken het aantal mol citroenzuur in het onderzochte snoepje.

Antwoord

Het driewaardige zuur kan maximaal 3 mol H⁺ afstaan per mol citroenzuur. Er is dus 6,64·10⁴/3

 = 2,21·10⁻⁴ mol citroenzuur in het snoepje aanwezig.

Het onderzochte snoepje woog 2,007 g.

Bereken het massapercentage citroenzuur in het onderzochte snoepje.

Antwoord

De molaire massa van citroenzuur is 192,1 g mol⁻¹ 

je hebt 2,21·10⁻⁴ mol citroenzuur  

2,21·10⁻⁴ mol × 192,1 g mol⁻¹ = 0,0425 g citroenzuur.

De massa van het snoepje was 2,007 g.

Het massa‑% citroenzuur in het snoepje is 0,0425 g/2,007 g

 × 100% = 2,12%.