Chemie voor levenswetenschappen 2
Inhoudsopgave
H1. Zuur-base reactie in water ....................................................................................................................... 3
Autoprotolyse v water ........................................................................................................................................ 3
Zuurconstante .................................................................................................................................................... 3
Sterkte v zuren & basen ..................................................................................................................................... 3
Zuur base in water ............................................................................................................................................. 3
Analytische vs vrije concentratie ........................................................................................................................ 3
PH berekeningen ................................................................................................................................................ 4
Zuur-base titratiecurve....................................................................................................................................... 4
Sterk zuur met sterke base (HCl met NaOH) ................................................................................................. 4
Zwak zuur met sterke base (CH3COOH met NaOH) ....................................................................................... 4
Dibasisch zuur met sterke base (H2CO3 met NaOH) ...................................................................................... 4
Aminozuur met sterke base (Alanine met NaOH, Lysine met NaOH) ........................................................... 4
PH vh aquatisch systeem.................................................................................................................................... 5
H2. Redox reacties ......................................................................................................................................... 6
Halfreacties, oxidatie en reductie, redoxkoppel ................................................................................................. 6
Uitbalanceren van redoxreacties ....................................................................................................................... 6
Met halfreacties ............................................................................................................................................ 6
Organische reacties ....................................................................................................................................... 6
Indeling redoxreacties ........................................................................................................................................ 6
Galvanische cel Cu/Zn ........................................................................................................................................ 6
Werking: ........................................................................................................................................................ 7
Celpotentiaal ∆E ................................................................................................................................................. 7
Halfcelpotentialen .............................................................................................................................................. 7
Celpotentiaal & evenwichtsconstante ................................................................................................................ 8
Galvanisch proces bij niet standaard omastandigheden ................................................................................... 8
Biochemische redoxreacties ............................................................................................................................... 8
Elektronactiviteit pe ............................................................................................................................................ 8
Pe meten ........................................................................................................................................................ 9
Pe in aquatische systemen ............................................................................................................................. 9
Pourbaix/pe-PH diagram.................................................................................................................................... 9
Reducerende capaciteit in aquatische systemen................................................................................................ 9
BOD ............................................................................................................................................................. 10
COD ............................................................................................................................................................. 10
H3. Complexvormingsreacties ...................................................................................................................... 11
Bindingen: ........................................................................................................................................................ 11
Water als ligand: .............................................................................................................................................. 11
, Chelaten ........................................................................................................................................................... 11
Metaalioncomplexen in water ......................................................................................................................... 11
Complexvorming in aquatische systemen ........................................................................................................ 12
H4. Neerslagreacties .................................................................................................................................... 13
Oplosbaarheidsproduct .................................................................................................................................... 13
Oplosbaarheid berekenen uit Ks: ...................................................................................................................... 13
Gipsvrije E:........................................................................................................................................................ 13
Neerslagevenwichten ....................................................................................................................................... 13
Neerslagreacties .............................................................................................................................................. 14
Hardheid van water ......................................................................................................................................... 14
Het broeikaseffect ............................................................................................................................................ 14
Silikaten ............................................................................................................................................................ 14
H5. Kinetica .................................................................................................................................................. 15
ActiveringsE ...................................................................................................................................................... 15
Effectieve botsingen ......................................................................................................................................... 16
Elementaire reacties ........................................................................................................................................ 16
Reactiesnelheid ................................................................................................................................................ 16
Enkelvoudige reactie ................................................................................................................................... 16
Samengestelde reactie ................................................................................................................................ 16
Verband met temperatuur .......................................................................................................................... 16
Katalyse ............................................................................................................................................................ 17
Enzymkinetica ............................................................................................................................................. 18
Halveringstijd ve reactie................................................................................................................................... 18
,H1. Zuur-base reactie in water
Autoprotolyse v water
Zuurconstante
Sterkte v zuren & basen
“p...” = - log ...
Zuur base in water
Analytische vs vrije concentratie
• Analytische concentratie = totale hoeveelheid verbinding die in de oplossing
aanwezig is, geïoniseerd of niet (hele reactie)
• Vrije concentratie = hoeveelheid van elke werkelijke substantie die in de oplossing
aanwezig is (alle stoffen appart)
• Massabalans: CA = (A) + concentratie van A die weggereageerd is
• Ionenbalans: concentratie + lading = concentratie – lading
, PH berekeningen
Zie appart blad (uitwerking van alle 7 reacties)
• Neutrale oplossing
• Sterk (monobasisch) zuur
• Sterke (monozurige) base
• Zwak (monobasisch) zuur
• Zwakke (monozurige) base
• Buffer
• Amfoliet
Zuur-base titratiecurve
Sterk zuur met sterke base (HCl met NaOH)
• Begin & voor EP: sterk zuur
• EP: pH = 7
• Na EP: sterke base
Zwak zuur met sterke base (CH3COOH met NaOH)
• Begin: zwak zuur
• Voor EP: buffer
• EP: zwakke base
• Na EP: sterke base
Dibasisch zuur met sterke base (H2CO3 met NaOH)
• Start: zwak zuur
• Dan: buffer
• EP1: amfoliet
• Dan: buffer
• EP2: zwakke base
• Dan: sterke base
Aminozuur met sterke base (Alanine met NaOH, Lysine met NaOH)
Z&b bufferen biologische systemen, ze zijn ook belangrijk o.w.v. hun interactie met
biomoleculen:
• Proteïnen met zure & basische R-groepen = buffers
• Werking enzymen is sterk afhankelijk van:
o lading in actieve plaats
o ruimtelijke conformatie medebepaald door R-groep ladingen
Wanneer een Az opgelost in water è hoofdzakelijk in zijn iso-elektrische vorm (Zwitter ion)
Als getitreerd met zuur gedraagt het zich base en andersom (amfolyt)
Inhoudsopgave
H1. Zuur-base reactie in water ....................................................................................................................... 3
Autoprotolyse v water ........................................................................................................................................ 3
Zuurconstante .................................................................................................................................................... 3
Sterkte v zuren & basen ..................................................................................................................................... 3
Zuur base in water ............................................................................................................................................. 3
Analytische vs vrije concentratie ........................................................................................................................ 3
PH berekeningen ................................................................................................................................................ 4
Zuur-base titratiecurve....................................................................................................................................... 4
Sterk zuur met sterke base (HCl met NaOH) ................................................................................................. 4
Zwak zuur met sterke base (CH3COOH met NaOH) ....................................................................................... 4
Dibasisch zuur met sterke base (H2CO3 met NaOH) ...................................................................................... 4
Aminozuur met sterke base (Alanine met NaOH, Lysine met NaOH) ........................................................... 4
PH vh aquatisch systeem.................................................................................................................................... 5
H2. Redox reacties ......................................................................................................................................... 6
Halfreacties, oxidatie en reductie, redoxkoppel ................................................................................................. 6
Uitbalanceren van redoxreacties ....................................................................................................................... 6
Met halfreacties ............................................................................................................................................ 6
Organische reacties ....................................................................................................................................... 6
Indeling redoxreacties ........................................................................................................................................ 6
Galvanische cel Cu/Zn ........................................................................................................................................ 6
Werking: ........................................................................................................................................................ 7
Celpotentiaal ∆E ................................................................................................................................................. 7
Halfcelpotentialen .............................................................................................................................................. 7
Celpotentiaal & evenwichtsconstante ................................................................................................................ 8
Galvanisch proces bij niet standaard omastandigheden ................................................................................... 8
Biochemische redoxreacties ............................................................................................................................... 8
Elektronactiviteit pe ............................................................................................................................................ 8
Pe meten ........................................................................................................................................................ 9
Pe in aquatische systemen ............................................................................................................................. 9
Pourbaix/pe-PH diagram.................................................................................................................................... 9
Reducerende capaciteit in aquatische systemen................................................................................................ 9
BOD ............................................................................................................................................................. 10
COD ............................................................................................................................................................. 10
H3. Complexvormingsreacties ...................................................................................................................... 11
Bindingen: ........................................................................................................................................................ 11
Water als ligand: .............................................................................................................................................. 11
, Chelaten ........................................................................................................................................................... 11
Metaalioncomplexen in water ......................................................................................................................... 11
Complexvorming in aquatische systemen ........................................................................................................ 12
H4. Neerslagreacties .................................................................................................................................... 13
Oplosbaarheidsproduct .................................................................................................................................... 13
Oplosbaarheid berekenen uit Ks: ...................................................................................................................... 13
Gipsvrije E:........................................................................................................................................................ 13
Neerslagevenwichten ....................................................................................................................................... 13
Neerslagreacties .............................................................................................................................................. 14
Hardheid van water ......................................................................................................................................... 14
Het broeikaseffect ............................................................................................................................................ 14
Silikaten ............................................................................................................................................................ 14
H5. Kinetica .................................................................................................................................................. 15
ActiveringsE ...................................................................................................................................................... 15
Effectieve botsingen ......................................................................................................................................... 16
Elementaire reacties ........................................................................................................................................ 16
Reactiesnelheid ................................................................................................................................................ 16
Enkelvoudige reactie ................................................................................................................................... 16
Samengestelde reactie ................................................................................................................................ 16
Verband met temperatuur .......................................................................................................................... 16
Katalyse ............................................................................................................................................................ 17
Enzymkinetica ............................................................................................................................................. 18
Halveringstijd ve reactie................................................................................................................................... 18
,H1. Zuur-base reactie in water
Autoprotolyse v water
Zuurconstante
Sterkte v zuren & basen
“p...” = - log ...
Zuur base in water
Analytische vs vrije concentratie
• Analytische concentratie = totale hoeveelheid verbinding die in de oplossing
aanwezig is, geïoniseerd of niet (hele reactie)
• Vrije concentratie = hoeveelheid van elke werkelijke substantie die in de oplossing
aanwezig is (alle stoffen appart)
• Massabalans: CA = (A) + concentratie van A die weggereageerd is
• Ionenbalans: concentratie + lading = concentratie – lading
, PH berekeningen
Zie appart blad (uitwerking van alle 7 reacties)
• Neutrale oplossing
• Sterk (monobasisch) zuur
• Sterke (monozurige) base
• Zwak (monobasisch) zuur
• Zwakke (monozurige) base
• Buffer
• Amfoliet
Zuur-base titratiecurve
Sterk zuur met sterke base (HCl met NaOH)
• Begin & voor EP: sterk zuur
• EP: pH = 7
• Na EP: sterke base
Zwak zuur met sterke base (CH3COOH met NaOH)
• Begin: zwak zuur
• Voor EP: buffer
• EP: zwakke base
• Na EP: sterke base
Dibasisch zuur met sterke base (H2CO3 met NaOH)
• Start: zwak zuur
• Dan: buffer
• EP1: amfoliet
• Dan: buffer
• EP2: zwakke base
• Dan: sterke base
Aminozuur met sterke base (Alanine met NaOH, Lysine met NaOH)
Z&b bufferen biologische systemen, ze zijn ook belangrijk o.w.v. hun interactie met
biomoleculen:
• Proteïnen met zure & basische R-groepen = buffers
• Werking enzymen is sterk afhankelijk van:
o lading in actieve plaats
o ruimtelijke conformatie medebepaald door R-groep ladingen
Wanneer een Az opgelost in water è hoofdzakelijk in zijn iso-elektrische vorm (Zwitter ion)
Als getitreerd met zuur gedraagt het zich base en andersom (amfolyt)
