1 Zuur en basisch
Zuurgraad
► Een zure oplossing bevat H3O+-deeltjes. Hoe meer H3O+-deeltjes, hoe zuurder
de oplossing.
► De pH-waarde is een maat voor de concentratie H3O+ in de oplossing. Hoe
hoger de concentratie H3O+, hoe lager de pH (hoe zuurder de oplossing, hoe lager
de pH).
► Een zuur is een stof die een H+-deeltje (proton) af kan staan aan een ander
deeltje. Als het proton wordt afgestaan aan H 2O, dan ontstaat een
(hydr)oxoniumion (H3O+).
► Algemene reactievergelijking van een zuur (HZ) met water is: HZ + H2O -> Z-
+ H3O+
► Wanneer een deeltje als zuur (HZ) heeft gereageerd en een proton heeft
afgegeven, blijft er een zuurrestion over (Z-).
► Organische zuren/carbonzuren kunnen alleen het H-atoom van de zuurgroep
(-COOH) afstaan. Er ontstaat dan een zuurrestgroep, de –COO - groep. Het
zuurrestion van een alkaanzuur heet een alkanoaation (bv. ethanoaation).
► Anorganische zuren zijn anorganische verbindingen die per molecuul één of
meerdere H+-deeltjes kunnen afstaan. Er vormen zich dan negatieve ionen.
▪ Vb salpeterzuur: HNO3 (aq) + H2O (l) -> H3O+ (aq) + NO3- (aq)
► Bij het oplossing van een zuur worden atoombindingen verbroken (H).
Basen
► Een base is een stof die een H+-deeltje kan opnemen van een ander deeltje.
Als het proton wordt opgenomen van H2O, dan ontstaat een hydroxide-ion
(OH-). Een basische oplossing bevat dus hydroxide-ionen.
► Algemene reactievergelijking van een base (B-) met water is: B- + H2O -> HB
+ OH-
► Organische basen zijn koolstofverbindingen die een aminegroep –NH 2
bevatten. Wanneer een organische base wordt opgelost in water kan de
aminegroep een H+-deeltje opnemen van een watermolecuul. Er ontstaat dan –
NH3+.
▪ Vb methaanamine: CH3NH2 (aq) + H2O (l) CH3NH3+ (aq) + OH- (aq)
► Anorganische basen zijn vaak negatieve ionen. Wanneer een base met een
zuur reageert, worden er H+-deeltjes overgedragen van het zuur naar de base.
Vb. carbonaation.
► Zuur-basereactie: een zuur (protondonor) draagt een H +-deeltje over aan de
base (protonacceptor).
2 De pH-schaal
Het waterevenwicht
► H2O-moleculen zijn zowel een zuur als een base: ze kunnen zowel een H +-
deeltje opnemen als afstaan.
► 2 watermoleculen kunnen met elkaar reageren in een zuur-basereactie: 2 H 2O
H3O+ + OH-
, ► Het evenwicht ligt sterk links -> de concentratie van het water is vrijwel
constant; water komt dus niet voor in de evenwichtsvoorwaarde: K w = [H3O+]
[OH-]
► De waterconstante (Kw) heeft bij 298 K een waarde van 1,0 * 10-14 M. Hieruit
volgt:
▪ In zuiver water geldt: [H3O+] = [OH-] = √(1,0 * 10-14) = 1,0 * 10-7 mol/L
▪ Hoe hoger [H3O+], hoe lager [OH-] en vice versa.
► pH zuiver water = 7
Een logaritmische schaal
► De concentratie H3O+ en OH- in een oplossing kan variëren van ca. 10 -14 tot 100
M. De pH-schaal heeft een bereik van ongeveer 0 tot 14 -> de pH-schaal is een
logaritmische schaal: bij elke eenheid die de pH daalt neemt de concentratie
H3O+ met een factor 10 toe.
► Verband tussen de [H3O+] en de pH:
pH = -log[H3O+]
En dus geldt ook: pH zure oplossing < 7
+ -pH
[H3O ] = 10 pOH basische oplossing < 7
-
► Verband tussen de [OH ] en de pH: pH basische oplossing > 7
pOH = -log[OH-] pH neutrale oplossing = 7
En dus geldt ook:
[OH-] = 10-pOH
► Omdat bij 298 K geldt: [H3O+][OH-] = 1,0 * 10-14 geldt ook voor iedere zure,
neutrale of basische oplossing: pH + pOH = 14,00.
► In een neutrale oplossing geldt dat de [H 3O+] = [OH-] = 1,0 * 10-7 mol/L. Zowel
de pH-waarde als de pOH-waarde is dan 7.
► Zure oplossing: [OH-] < [H3O+]. De pH-waarde is kleiner dan 7; pOH-waarde
groter dan 7.
► Basische oplossing: [OH-] > [H3O+]. De pH-waarde is groter dan 7.
► In theorie zijn er in elke oplossing zowel oxonium- als hydroxide-ionen
aanwezig, maar concentraties van 10-7 M en kleiner mogen verwaarloosd worden
-> alleen in een zure oplossing (pH<7) wordt rekening gehouden met [H 3O+] en
alleen in een basische oplossing met [OH -].
► Significantie bij logaritme: als de [H3O+] is gegeven in 2 significante cijfers,
wordt de pH op twee decimalen afgerond.
pH meten
► Indicatoren zijn stoffen die bij verschillende pH-waarden een andere kleur
hebben. Binas 52A vermeldt van een aantal indicatoren de kleuren bij
verschillende pH-waarden.
▪ In het omslagtraject zal de stof een mengkleur hebben (geel & blauw -
> groen).
► Indicatoren zijn zelf ook zuren/basen en reageren dus op verandering van pH
door protonen op te nemen of af te staan. Daarom maar een paar druppels aan
oplossing toevoegen: indien te veel indicator wordt toegevoegd zal de indicator
de pH beïnvloeden.
► Indicatoren kunnen ook gehecht zijn aan papier: lakmoespapier of
universeel indicatorpapier. Universeel
lakmoes Rood Blauw
Zuur Rood Rood
Neutra Rood Blauw
al
Base Blauw Blauw
Zuurgraad
► Een zure oplossing bevat H3O+-deeltjes. Hoe meer H3O+-deeltjes, hoe zuurder
de oplossing.
► De pH-waarde is een maat voor de concentratie H3O+ in de oplossing. Hoe
hoger de concentratie H3O+, hoe lager de pH (hoe zuurder de oplossing, hoe lager
de pH).
► Een zuur is een stof die een H+-deeltje (proton) af kan staan aan een ander
deeltje. Als het proton wordt afgestaan aan H 2O, dan ontstaat een
(hydr)oxoniumion (H3O+).
► Algemene reactievergelijking van een zuur (HZ) met water is: HZ + H2O -> Z-
+ H3O+
► Wanneer een deeltje als zuur (HZ) heeft gereageerd en een proton heeft
afgegeven, blijft er een zuurrestion over (Z-).
► Organische zuren/carbonzuren kunnen alleen het H-atoom van de zuurgroep
(-COOH) afstaan. Er ontstaat dan een zuurrestgroep, de –COO - groep. Het
zuurrestion van een alkaanzuur heet een alkanoaation (bv. ethanoaation).
► Anorganische zuren zijn anorganische verbindingen die per molecuul één of
meerdere H+-deeltjes kunnen afstaan. Er vormen zich dan negatieve ionen.
▪ Vb salpeterzuur: HNO3 (aq) + H2O (l) -> H3O+ (aq) + NO3- (aq)
► Bij het oplossing van een zuur worden atoombindingen verbroken (H).
Basen
► Een base is een stof die een H+-deeltje kan opnemen van een ander deeltje.
Als het proton wordt opgenomen van H2O, dan ontstaat een hydroxide-ion
(OH-). Een basische oplossing bevat dus hydroxide-ionen.
► Algemene reactievergelijking van een base (B-) met water is: B- + H2O -> HB
+ OH-
► Organische basen zijn koolstofverbindingen die een aminegroep –NH 2
bevatten. Wanneer een organische base wordt opgelost in water kan de
aminegroep een H+-deeltje opnemen van een watermolecuul. Er ontstaat dan –
NH3+.
▪ Vb methaanamine: CH3NH2 (aq) + H2O (l) CH3NH3+ (aq) + OH- (aq)
► Anorganische basen zijn vaak negatieve ionen. Wanneer een base met een
zuur reageert, worden er H+-deeltjes overgedragen van het zuur naar de base.
Vb. carbonaation.
► Zuur-basereactie: een zuur (protondonor) draagt een H +-deeltje over aan de
base (protonacceptor).
2 De pH-schaal
Het waterevenwicht
► H2O-moleculen zijn zowel een zuur als een base: ze kunnen zowel een H +-
deeltje opnemen als afstaan.
► 2 watermoleculen kunnen met elkaar reageren in een zuur-basereactie: 2 H 2O
H3O+ + OH-
, ► Het evenwicht ligt sterk links -> de concentratie van het water is vrijwel
constant; water komt dus niet voor in de evenwichtsvoorwaarde: K w = [H3O+]
[OH-]
► De waterconstante (Kw) heeft bij 298 K een waarde van 1,0 * 10-14 M. Hieruit
volgt:
▪ In zuiver water geldt: [H3O+] = [OH-] = √(1,0 * 10-14) = 1,0 * 10-7 mol/L
▪ Hoe hoger [H3O+], hoe lager [OH-] en vice versa.
► pH zuiver water = 7
Een logaritmische schaal
► De concentratie H3O+ en OH- in een oplossing kan variëren van ca. 10 -14 tot 100
M. De pH-schaal heeft een bereik van ongeveer 0 tot 14 -> de pH-schaal is een
logaritmische schaal: bij elke eenheid die de pH daalt neemt de concentratie
H3O+ met een factor 10 toe.
► Verband tussen de [H3O+] en de pH:
pH = -log[H3O+]
En dus geldt ook: pH zure oplossing < 7
+ -pH
[H3O ] = 10 pOH basische oplossing < 7
-
► Verband tussen de [OH ] en de pH: pH basische oplossing > 7
pOH = -log[OH-] pH neutrale oplossing = 7
En dus geldt ook:
[OH-] = 10-pOH
► Omdat bij 298 K geldt: [H3O+][OH-] = 1,0 * 10-14 geldt ook voor iedere zure,
neutrale of basische oplossing: pH + pOH = 14,00.
► In een neutrale oplossing geldt dat de [H 3O+] = [OH-] = 1,0 * 10-7 mol/L. Zowel
de pH-waarde als de pOH-waarde is dan 7.
► Zure oplossing: [OH-] < [H3O+]. De pH-waarde is kleiner dan 7; pOH-waarde
groter dan 7.
► Basische oplossing: [OH-] > [H3O+]. De pH-waarde is groter dan 7.
► In theorie zijn er in elke oplossing zowel oxonium- als hydroxide-ionen
aanwezig, maar concentraties van 10-7 M en kleiner mogen verwaarloosd worden
-> alleen in een zure oplossing (pH<7) wordt rekening gehouden met [H 3O+] en
alleen in een basische oplossing met [OH -].
► Significantie bij logaritme: als de [H3O+] is gegeven in 2 significante cijfers,
wordt de pH op twee decimalen afgerond.
pH meten
► Indicatoren zijn stoffen die bij verschillende pH-waarden een andere kleur
hebben. Binas 52A vermeldt van een aantal indicatoren de kleuren bij
verschillende pH-waarden.
▪ In het omslagtraject zal de stof een mengkleur hebben (geel & blauw -
> groen).
► Indicatoren zijn zelf ook zuren/basen en reageren dus op verandering van pH
door protonen op te nemen of af te staan. Daarom maar een paar druppels aan
oplossing toevoegen: indien te veel indicator wordt toegevoegd zal de indicator
de pH beïnvloeden.
► Indicatoren kunnen ook gehecht zijn aan papier: lakmoespapier of
universeel indicatorpapier. Universeel
lakmoes Rood Blauw
Zuur Rood Rood
Neutra Rood Blauw
al
Base Blauw Blauw
