Scheikunde Samenvatting H8 Zuren en H9 Basen Chemie 5vwo PDF

lOMoARcPSD|42295112 Scheikunde samenvatting H8 zuren en H9 basen chemie overal 5vwo Scheikunde (Thomas a Kempis College) Scannen om te openen op Studeersnel Studeersnel wordt niet gesponsord of ondersteund door een hoge...

lOMoARcPSD|42295112 Scheikunde samenvatting H8 zuren en H9 basen chemie overal 5vwo Scheikunde (Thomas a Kempis College) Scannen om te openen op Studeersnel Studeersnel wordt niet gesponsord of ondersteund door een hogeschool of universiteit Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 Scheikunde samenvatting H8,H9 8.1 Oplossing kan zuur, basisch of neutraal zijn. pH geeft verschil in zuurgraad aan. Indicatoren = stoffen die in zure oplossing andere kleur hebben dan in oplossing die niet zuur is. - lakmoespapier: in zure oplossing kleurt blauw lakmoespapier rood, in basische oplossing kleurt rood lakmoespapier blauw. In neutrale oplossing behoud het oorspronkelijke kleuren. - Universeel indicatorpapier = papier met mengsel verschillende indicatoren, die afhankelijk van de pH-waarde samen een continue verlopende kleurenreeks vertonen. - Oplossingen: oplossingen van kleurstoffen die bruikbaar zijn als indicator in tabel 52A. pH-gebied waarin indicator van kleur verandert = omslagtraject. Hierin heeft indicator mengkleur. testvloeistof rood blauw rode koolsap welke stoffen? lakmoespapier lakmoespapier zuur rood (blijft) rood roze schoonmaakazijn, zoutzuur neutraal rood (blijft blauw (blijft paars water, hetzelfde) hetzelfde) spiritus base blauw blauw (blijft) groen groene zeep, gootsteenontstopper 8.2 Met stroomgeleiding onderzoek je op macroniveau of er geladen deeltjes in zure oplossingen aanwezig zijn. Op microniveau: geleiden van stroom wordt veroorzaakt door ontstaan van ionen bij het oplossen: zuur reageert met water. Het zuur geeft een H +-ion af aan watermolecuul. Hierbij ontstaan H3O+-ionen (= oxoniumion). Lineair verband tussen molariteit van oplossing en geleidbaarheid; als oplossing 2x verdund wordt, halveert geleidbaarheid (alleen bij sterke zuren). - Sterke zuren = zuren die volledig splitsen in ionen; alle zure deeltjes staan H + af. aflopende reactie, want alles wordt omgezet.  Binas 49: sterke zuren staan linksboven, boven H3O+ - Zwake zuren = zuren die niet volledig splitsen in ionen; niet alle zure deeltjes staan H + af. evenwichtsreactie, want niet alles is omgezet.  Binas 49: onder H3O+ staan de zwakke zuren Notatie: Oplossing sterk zuur HZ als de ionen in oplossing: H3O+ (aq) + Z- (aq) Oplossing zwak zuur HZ als zuur zelf: HZ (aq) 8.3 Organische zuren = stoffen met koolstofskelet en –COOH-groep. H-atoom in deze zuurgroep kan worden afgestaan als H+-ion. Waterstofatomen die direct aan koolstofatoom gebonden zitten kunnen niet worden afgestaan. 1 Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 Als zuur maar één H+-ion kan afstaan, is het een eenwaardig zuur. Zuren die in staat zijn meerdere H+-ionen af te staan zijn meerwaardige zuren.  Meerwaardig zwak zuur verliest in water maar één H+-ion. Naast H3O+-ion ontstaat ook negatief geladen ion (= zuurrestion). Anorganische zuren = stof zonder koolstofskelet. Kijk ook Binas 66B Instabiele zuren: H2CO3 (koolzuur)  H2O + CO2 H2SO3 (zwaveligzuur)  H2O + SO2 Sommige positieve / negatieve ionen kunnen ook als zuur reageren. Bij oplossen van zout in water kunnen vrije ionen ontstaan, die vervolgens als zuur met water reageren. Bijv ammoniumchloride: NH4Cl (s)  NH4+ (aq) + Cl- (aq) NH4+ (aq) + H2O (l)  H3O+ (aq) + NH3 (aq) Binas 49: bovenste zeven zuren zijn sterk; reageren aflopend met water. Alle zuren onder H 3O+ zijn zwak; geven evenwichtsreactie met water. Hierbij geldt: hoe lager zuur staat, hoe zwakker het is. Alle zuren onder H2O geven geen reactie met water. 8.4 Zuurgraad van oplossing is afhankelijk van hoeveelheid H 3O+-ionen. Kan pH uitrekenen met formule: pH = –log[H3O+] en andersom [H3O+] = 10–pH Hoe hoger de concentratie, hoe lager de pH (en andersom). (concentratie is in mol/L = M!)  Het aantal significante cijfers in concentratie [H 3O+] = aantal decimalen bij pH waarde pH-bereken van oplossing sterk zuur [H3O+] berekenen  rechtstreeks berekenen uit molariteit van oplossing 1. reactievergelijking 2. molverhouding (heeft alles gereageerd? Let op overmaat en ondermaat) pH-bereken van oplossing zwak zuur niet volledig gesplitst, dus niet berekenen uit molariteit oplossing 1. reactievergelijking 2. evenwichtsvoorwaarde 3. overzichtstabel [HZ] [H3O+] [Z-] t0 begin 0 0 hoeveelhei d omgezet -X +X +X tev begin - X X X 4. evenwichtsvoorwaarde invullen 5. Kz (= zuurconstante) of concentratie berekenen  x in noemer verwaarlozen; daarna checken of mag ( x < 10%) Rekenen aan zwakke zuren: 2 Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 Kz van onbekend zuur berekenen als pH en molariteit bekend zijn. 1. met pH-waarde [H3O+] berekenen 2. reactievergelijking (zuur als HZ) 3. overzichtstabel 4. evenwichtsvoorwaarde 5. gegevens invullen ^ 6. Kz berekenen 7. zuur in binas opzoeken Molariteit van oplossing van zuur berekenen als pH en Kz bekend zijn. 1. Reactievergelijking 2. met pH-waarde [H3O+] berekenen 3. overzichtstabel 4. evenwichtsvoorwaarde 5. gegevens invullen ^ 6. molariteit berekenen 9.1 Basische oplossingen geleiden ook elektrische stroom. De base neemt een H +-ion op van 3 Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 watermolecuul. Hierbij ontstaan OH--ionen. Alle basische oplossingen bevatten OH --ionen, zoals alle zure oplossingen H3O+-ionen bevatten. - Sterke base = alle basische deeltjes nemen H+ op. aflopende reactie, want alles wordt omgezet.  Binas 49: sterke bassen staan rechtsonder, onder OH- - Zwake base = niet alle basische deeltjes nemen H + op. evenwichtsreactie, want niet alles is omgezet.  Binas 49: boven OH- staan de zwakke basen Notatie: Oplossing sterke base B als de ionen in oplossing: OH- (aq) + BH+ (aq) Oplossing zwakke base B als zuur zelf: B (aq) Geconjugeerd zuur-basepaar = als zwakke base een H+-ion opneemt, ontstaat een zwak zuur dat weer een H+-ion kan afgeven. 9.2 Veel basen zijn negatief geladen ionen. Deze ionen kunnen vrijkomen als zout oplost in water en reageren dan als base. Om te weten of een oplossing van zout basisch is, moet je op zoek gaan naar het negatieve ion in het zout. Vervolgens bepaal je of zout goed of slecht oplost (Binas 45A). Goed oplosbaar zout: - Met sterk basisch ion: formule van zout staat voor reactie met water in vergelijking. Na2O (s) + H2O (l)  2 Na+ (aq) + 2 OH- (aq) - Met zwak basisch ion: 2 vergelijkingen; eerst oplosvergelijking van zout in water, dan reactievergelijking van zwak basisch ion met water. 1. NaF (s)  Na+ (aq) + F- (aq) 2. F- (aq) + H2O (l) ⇄ HF (aq) + OH- (aq) Bij een slecht oplosbaar zout noteer je voor de pijl allebei de ionen van het zout Een meerwaardige zwakke base neemt maar één H+-ion op van water. De tweede reactie noteer je dus niet. Moleculaire stoffen als base: –NH2-groep kan reageren als zwakke base. De –NH2-groep neemt dan een H+-ion op. belangrijke basen belangrijke basische oplossing Binas 49: onderste (rechts) vijf basen zijn sterk; reageren aflopend met water. Alle basen boven OH - zijn zwak; geven evenwichtsreactie met water. Hierbij geldt: hoe hoger de base staat, hoe zwakker het is. Alle basen boven H 2O (basekolom) zijn alleen in theorie basen, geven geen reactie met water. 9.3 Sterkte van basische oplossing aangeven met pOH. Dit is afhankelijk van hoeveelheid OH --ionen. Kan pOH uitrekenen met formule: 4 Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 pOH = –log[OH-] en andersom [OH-] = 10–pOH - Hoe hoger de concentratie OH -ionen, hoe basischer de oplossing, hoe lager de pOH (en andersom). Verband tussen pH en pOH: pH + pOH = 14 Is gevolg van waterevenwicht: 2 H2O ⇄ H3O+ + OH-  Hierbij hoort evenwichtsvoorwaarde: Kw = [H3O+][OH-] (= waterconstante)  pH zuiver water is 7,00 dus [H3O+] = [OH-] = 1,0*10-7 mol/L  Kw is dan (1,0*10-7)2 = 1,0*10-14  pKw = pH + pOH = 14,00 Waardes van Kw (en pKw) bij andere temperaturen staan in Binas 50. Berekenen van pH van oplossing van een sterke of zwakke base, gaat zelfde als bij zuren. LET OP: - bereken pOH, reken daarna om naar pH. - controleer of zout goed oplosbaar is of niet (bij zwak ion dan dus 2 vergelijkingen!) 9.4 Zuren staan H+-ionen af en basen nemen H+-ionen op. In zure oplossingen komen H3O+-ionen voor en in basische oplossingen OH--ionen. Bij reactie tussen zuur en base reageren deze ionen met elkaar = zuur-basereactie. Een zuur (donor) geeft één of meer H+-ionen af aan een base (acceptor). H3O+ + OH-  2 H2O Opstellen reactievergelijking zuur-basereactie: 1. Noteer formules van alle deeltjes die aanwezig zijn a. let op notatie van oplossing (zwak/zuur, goed/slecht oplosbaar zout) 2. Bepaal welk zuur deeltje reageert met welk basisch deeltje (sterksten) a. Binas 49: sterkste zuur met sterkste base b. Reactieproducten altijd zwakker dan beginstoffen 3. Stel reactievergelijking van reagerende deeltjes op en maak kloppend. a. Meerwaardige base + Overmaat zuur = Base neemt meer H +-ionen op. b. Meerwaardig zuur + Overmaat base = Zuur geeft al zijn H +-ionen af. c. H3O+-ion geeft altijd maar één H+ af en een OH--ion neemt altijd maar één H+ op. LET OP: controleer of zout goed oplosbaar is of niet  slecht oplosbaar: schrijft zout voor de pijl en allebei de ionen los na de pijl 2 CH3COOH (aq) + CaCO3 (s)  2 CH3COO- (aq) + Ca2+ (aq) + H2O (l) + CO2 (g) Sterk zuur met zwakke base & zwak zuur met sterke base  aflopend  Berekeningen werken hetzelfde Zwak zuur met zwakke base  evenwicht 5 Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 Slecht oplosbaar zout Reactie kalkwater en koolstofdioxide 9.5 Zuur-basetitratie = onbekende hoeveelheid base reageert met zuur met bekende molariteit. Druppel zuur toe aan base, totdat net al de aanwezige base heeft gereageerd met het zuur. Door te bepalen hoeveel je van zuur toevoegt, kun je molariteit van base berekenen. Zure en basische oplossingen zijn meestal kleurloos, hierdoor niet zien wanneer alle base heeft gereageerd. Daarom indicator toevoegen aan basische oplossing. Als al de base heeft gereageerd, zijn geen zure en basische deeltjes meer in oplossing = equivalentiepunt. Voegt zure oplossing toe, totdat kleur van basische oplossing overeenkomt met kleur in omslagtraject indicator. Molariteit oorspronkelijke oplossing bepalen: 1. Stel vergelijking op van reactie tijdens titratie 2. Bereken hoeveelheid toegevoegd in ml 3. Bereken hoeveelheid toegevoegd in mol 4. Bereken hoeveel mol in oorspronkelijke oplossing 5. Berekenen molariteit (omrekenen naar mol/L) - Sterk zuur met sterke base, pH bij equivalentiepunt precies 7. Er is dan geen zuur of base meer in oplossing aanwezig. - Zwak zuur titreren met een sterke base, pH bij equivalentiepunt boven 7. Kies indicator met omslagtraject boven 7. 6 Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 - Zwakke base titreren met sterk zuur, pH bij equivalentiepunt onder 7. Kies indicator met omslagtraject onder 7. Kwantitatieve analyse: metingen om zo nauwkeurig mogelijk hoeveelheden te bepalen. Hoge eisen aan nauwkeurigheid van glaswerk dat gebruikt wordt. *Voor afmeten van oorspronkelijke vloeistof gebruik je een volpipet; levert volume met standaardgrootte. *Om vloeistof toe te druppelen gebruik je een buret. Waarde lees je vooraf en na bereiken van equivalentiepunt zo nauwkeurig mogelijk af. *Als vaste stof oplost voor titreren gebruik je maatkolf; heeft exact bekend volume. Als onbekende oplossing te geconcentreerd is, maak verdunning met maatkolf. *Als niet zo nauwkeurig hoeft, kies maatcilinder. Bekerglas en erlenmeyer zijn zo onnauwkeurig dat nooit kan gebruiken om volumes af te meten. Toevallige fout = volume niet nauwkeurig kunnen aflezen.  spreiding in berekende dichtheden is bij gebruik van maatcilinder aanmerkelijk groter dan bij gebruik van buret. Systematische fout = onnauwkeurige apparatuur (bij verschillende meetsystemen).  afwijking in bepaling met maatcilinder kun je toeschrijven aan onnauwkeurige hoogte van maatstrepen op niet-gelijkte maatcilinder. Extra: Amfoliet = heeft zowel zure als basische eigenschappen.  heeft voorkeur voor één van de twee, maar kan allebei Voorkeur: - in water heeft een van de twee de voorkeur  Zoek Kz en Kb in Binas 49: degene met hoogste waarde heeft voorkeur. Beide: - als zuur toevoegen, reageert amfoliet als base - als base toevoegen, reageert amfoliet als zuur Verdunningsfactor concentratie = oude concentratie : nieuwe concentratie Verdunningsfactor volume = nieuw volume : oud volume Regels notatie: - Bij een stof staan ionen aan elkaar, bij een oplossing staan ze los. UITZONDERING: zwakke zuren schrijf je altijd als het oorspronkelijke zuur. o Sterk: salpeterzuur HNO3 salpeterzuur oplossing H3O+ + NO3- o Zwak: azijnzuur CH3COOH azijnzuuroplossing CH3COOH - Als 2 oplossingen reageren, mag alleen ionen noteren die reageren. Omdat ‘tribune’ ionen al los zijn, mag je deze niet in vergelijking opnemen. o Zuur-basereactie zoutzuur en natronloog: H3O+ + OH-  2 H2O 7 Gedownload door Noah Egal ([email protected])  lOMoARcPSD|42295112 - Als tribune ionen niet los zijn van zuur/base-ion (bijv: niet goed oplosbaar zout), moeten alle ionen (aan elkaar) in de vergelijking. o Reactie magnesiumoxide en verdund azijnzuur: 2 CH3COOH + MgO  2 CH3COO- + Mg2+ + H2O - Bij zouten oplossen nooit H2O voor de pijl; bij moleculaire stoffen wel. - Oplossing sterk zuur als ionen in oplossing (H3O+ en Z-), oplossing zwak zuur als formule zuur (HZ) - Bij goed oplosbaar zout noteer je de ionen in de oplossing - Bij slecht oplosbaar zout noteer je formule van het zout - Als naast zuur-basereactie ook slecht oplosbaar zout ontstaat, noteer je deze ook. 8 Gedownload door Noah Egal ([email protected])