Oefenbundel scheikunde VWO (Nieuw 2023)
Zuren, basen en buffers
Oplossing
Een bepaalde oplossing heeft een concentratie H 3O+ van 2,0·10-6 M.
1. Bereken de pH van deze oplossing.
Beweringen
Hieronder staan een aantal beweringen die door leerlingen worden gedaan:
I. Het maagzuur heeft een hoge pH
II. Natronloog toevoegen aan water zorgt voor een minder basische
oplossing
III. Een 0,10 M ammoniumchloride-oplossing heeft een hogere
pH dan een 0,10 NaCl-oplossing.
2. Leg per bewering uit of deze juist of onjuist is.
Bepaling van het gehalte acetylsalicylzuur (oude toetsopgave)
Aspirine bevat onder andere de stof acetylsalicylzuur, C 9H8O4. Het is een éénwaardig
zuur. Acetylsalicylzuur lost slecht op in water, maar reageert wel met natronloog in
een zuur-basereactie. Jelle krijgt de opdracht om de hoeveelheid acetylsalicylzuur in
één tablet te bepalen. Hij verpoedert een tablet en lost het poeder op in water,
waaraan een paar druppels indicator zijn toegevoegd. Hieraan voegt hij zoveel
natronloog toe dat alle acetylsalicylzuur met het natronloog heeft gereageerd.
3. Wat is de notatie van natronloog?
4. Leg uit welke indicator hij kan gebruiken bij deze bepaling. Geef ook aan
welke kleurverandering hij zal waarnemen.
Jelle heeft 11,1 mL 0,250 M natronloog nodig voordat hij de juiste kleurverandering
ziet.
5. Bereken het aantal mg acetylsalicylzuur in één tablet aspirine.
Molariteit berekenen
De stof azijn is een oplossing van azijnzuur in water. Op een fles azijn van een
bepaald merk staat dat het massapercentage azijnzuur 25,3% is.
6. Bereken de molariteit van het azijnzuur in de oplossing als je ervan uitgaat dat
de dichtheid van de oplossing 1,031 kg/L is.
,Voedsellijm (bewerkt uit examen 2022, tijdvak 2)
In de voedselindustrie wordt soms het enzym transglutaminase (TG) gebruikt om
reststukjes vlees aan elkaar te lijmen tot grotere stukken. Het enzym katalyseert de
koppeling van de restgroepen van de aminozuureenheden glutamine en lysine die
aanwezig zijn in peptideketens. In de onderstaande figuur is de koppeling van de
restgroepen van een glutamine-eenheid en een lysine-eenheid in verschillende
peptideketens schematisch en onvolledig weergegeven.
De koppeling die in de figuur is weergegeven, verloopt in een breed pH-gebied. De
reactie verloopt alleen als de restgroep van de lysine-eenheid positief geladen is. Bij
de gemiddelde pH van bloed zijn de aminogroepen in de restgroepen van lysine-
eenheden grotendeels omgezet tot ~NH3+-groepen. De waarde van de Kz van de
NH3+ -groep is 6,3·10–11.
7. Laat met een berekening zien dat bij fysiologische pH (7,40) het percentage
aminogroepen van lysine-eenheden dat aanwezig is als ~NH 2 kleiner is dan
2,0%
Kalkwater
In experimenten waarbij de aanwezigheid van CO 2 moet worden aangetoond, kan er
kalkwater (calciumhydroxide, CA(OH)2 ) worden gebruikt. Bij een bepaald experiment
is er kalkwater aanwezig met een concentratie van 1,2·10 -3 M.
8. Bereken de pH van een 1,2·10-3 M kalkwateroplossing.
Verdunning
Bij een labexperiment moeten er hoeveelheden natronloog (pH 12,7) worden
gepipetteerd en verdund. Een bekerglas met deze natronloog van 300 mL wordt met
water verdund tot een pH van 11,5 is bereikt.
9. Bereken de hoeveelheid water (in mL) die is toegevoegd om de pH van 12,7
naar 11,5 te brengen.
, Buffers (nieuwe toetsopgave)
In de apothekerswereld wordt er veel gebruik gemaakt van buffers in
geneesmiddelen.
10. Wat zijn buffers? En noem eens een voordeel van het toevoegen van een
buffer.
Bij buffers wordt er gerekend met de zogenaamde Henderson-Hasselbach formule
(zie hieronder):
Een bepaalde bufferoplossing heeft een pH van 7,2. Hierin worden 450 mg
fosforzuur (H3PO4) en 300 mg van zijn geconjugeerde base (H 2PO4-) in 1 liter
opgelost.
11. Bereken de pKa van deze bufferoplossing.
Stel dat (van een andere oplossing) bekend is dat een carboxylgroep van een
bepaalde stof een pKa-waarde kent van 3,7 en de pH van deze oplossing 6,1 is.
12. Bereken dan de verhouding base en zuur die moeten worden opgelost
om een pH van 6,1 te krijgen bij een pKa van 3,7.
Zoutzuur
13. Bereken de [H3O+] als 75,0 mL 2,1 M zoutzuur aan 25,0 mL van een 1,0 M
salpeterzuuroplossing wordt toegevoegd.
Allergische reactie
Antazoline (AZL) is een middel tegen allergieën.
De schematische structuurformule van AZL is hiernaast afgebeeld. De
structuurformule van AZL is dus C17H19N3.
AZL is slecht oplosbaar in water. Een oplossing die 0,50 massa% AZL
bevat, wordt gebruikt in oogdruppels die de symptomen van hooikoorts
verzachten. De pH van oogvocht ligt tussen 7,00 en 7,50.
Als de pH buiten dit gebied komt, geeft dat een zeer onaangenaam gevoel in de
ogen. Een oplossing van antazoline niet zonder meer gebruikt worden voor
oogdruppels. AZL is namelijk een (zwakke) base met pK b = 3,72.
14. Bereken de pH (bij 298 K) van een waterige oplossing die 0,50 massaprocent
AZL bevat. De molaire massa van AZL is 265,4 g mol –1. Neem aan dat de
dichtheid van de oplossing gelijk is aan 1,00 kg L –1.
Zuren, basen en buffers
Oplossing
Een bepaalde oplossing heeft een concentratie H 3O+ van 2,0·10-6 M.
1. Bereken de pH van deze oplossing.
Beweringen
Hieronder staan een aantal beweringen die door leerlingen worden gedaan:
I. Het maagzuur heeft een hoge pH
II. Natronloog toevoegen aan water zorgt voor een minder basische
oplossing
III. Een 0,10 M ammoniumchloride-oplossing heeft een hogere
pH dan een 0,10 NaCl-oplossing.
2. Leg per bewering uit of deze juist of onjuist is.
Bepaling van het gehalte acetylsalicylzuur (oude toetsopgave)
Aspirine bevat onder andere de stof acetylsalicylzuur, C 9H8O4. Het is een éénwaardig
zuur. Acetylsalicylzuur lost slecht op in water, maar reageert wel met natronloog in
een zuur-basereactie. Jelle krijgt de opdracht om de hoeveelheid acetylsalicylzuur in
één tablet te bepalen. Hij verpoedert een tablet en lost het poeder op in water,
waaraan een paar druppels indicator zijn toegevoegd. Hieraan voegt hij zoveel
natronloog toe dat alle acetylsalicylzuur met het natronloog heeft gereageerd.
3. Wat is de notatie van natronloog?
4. Leg uit welke indicator hij kan gebruiken bij deze bepaling. Geef ook aan
welke kleurverandering hij zal waarnemen.
Jelle heeft 11,1 mL 0,250 M natronloog nodig voordat hij de juiste kleurverandering
ziet.
5. Bereken het aantal mg acetylsalicylzuur in één tablet aspirine.
Molariteit berekenen
De stof azijn is een oplossing van azijnzuur in water. Op een fles azijn van een
bepaald merk staat dat het massapercentage azijnzuur 25,3% is.
6. Bereken de molariteit van het azijnzuur in de oplossing als je ervan uitgaat dat
de dichtheid van de oplossing 1,031 kg/L is.
,Voedsellijm (bewerkt uit examen 2022, tijdvak 2)
In de voedselindustrie wordt soms het enzym transglutaminase (TG) gebruikt om
reststukjes vlees aan elkaar te lijmen tot grotere stukken. Het enzym katalyseert de
koppeling van de restgroepen van de aminozuureenheden glutamine en lysine die
aanwezig zijn in peptideketens. In de onderstaande figuur is de koppeling van de
restgroepen van een glutamine-eenheid en een lysine-eenheid in verschillende
peptideketens schematisch en onvolledig weergegeven.
De koppeling die in de figuur is weergegeven, verloopt in een breed pH-gebied. De
reactie verloopt alleen als de restgroep van de lysine-eenheid positief geladen is. Bij
de gemiddelde pH van bloed zijn de aminogroepen in de restgroepen van lysine-
eenheden grotendeels omgezet tot ~NH3+-groepen. De waarde van de Kz van de
NH3+ -groep is 6,3·10–11.
7. Laat met een berekening zien dat bij fysiologische pH (7,40) het percentage
aminogroepen van lysine-eenheden dat aanwezig is als ~NH 2 kleiner is dan
2,0%
Kalkwater
In experimenten waarbij de aanwezigheid van CO 2 moet worden aangetoond, kan er
kalkwater (calciumhydroxide, CA(OH)2 ) worden gebruikt. Bij een bepaald experiment
is er kalkwater aanwezig met een concentratie van 1,2·10 -3 M.
8. Bereken de pH van een 1,2·10-3 M kalkwateroplossing.
Verdunning
Bij een labexperiment moeten er hoeveelheden natronloog (pH 12,7) worden
gepipetteerd en verdund. Een bekerglas met deze natronloog van 300 mL wordt met
water verdund tot een pH van 11,5 is bereikt.
9. Bereken de hoeveelheid water (in mL) die is toegevoegd om de pH van 12,7
naar 11,5 te brengen.
, Buffers (nieuwe toetsopgave)
In de apothekerswereld wordt er veel gebruik gemaakt van buffers in
geneesmiddelen.
10. Wat zijn buffers? En noem eens een voordeel van het toevoegen van een
buffer.
Bij buffers wordt er gerekend met de zogenaamde Henderson-Hasselbach formule
(zie hieronder):
Een bepaalde bufferoplossing heeft een pH van 7,2. Hierin worden 450 mg
fosforzuur (H3PO4) en 300 mg van zijn geconjugeerde base (H 2PO4-) in 1 liter
opgelost.
11. Bereken de pKa van deze bufferoplossing.
Stel dat (van een andere oplossing) bekend is dat een carboxylgroep van een
bepaalde stof een pKa-waarde kent van 3,7 en de pH van deze oplossing 6,1 is.
12. Bereken dan de verhouding base en zuur die moeten worden opgelost
om een pH van 6,1 te krijgen bij een pKa van 3,7.
Zoutzuur
13. Bereken de [H3O+] als 75,0 mL 2,1 M zoutzuur aan 25,0 mL van een 1,0 M
salpeterzuuroplossing wordt toegevoegd.
Allergische reactie
Antazoline (AZL) is een middel tegen allergieën.
De schematische structuurformule van AZL is hiernaast afgebeeld. De
structuurformule van AZL is dus C17H19N3.
AZL is slecht oplosbaar in water. Een oplossing die 0,50 massa% AZL
bevat, wordt gebruikt in oogdruppels die de symptomen van hooikoorts
verzachten. De pH van oogvocht ligt tussen 7,00 en 7,50.
Als de pH buiten dit gebied komt, geeft dat een zeer onaangenaam gevoel in de
ogen. Een oplossing van antazoline niet zonder meer gebruikt worden voor
oogdruppels. AZL is namelijk een (zwakke) base met pK b = 3,72.
14. Bereken de pH (bij 298 K) van een waterige oplossing die 0,50 massaprocent
AZL bevat. De molaire massa van AZL is 265,4 g mol –1. Neem aan dat de
dichtheid van de oplossing gelijk is aan 1,00 kg L –1.
