Uitgebreide samenvatting Hoofdstuk 7 - Zuren en Basen & Hoofdstuk 8 - Ruimtelijke bouw van Moleculen uit NOVA Scheikunde 5VWO Boek A

Scheikunde Hoofdstuk 7 – Zuren en basen
& Hoofdstuk 8 – Ruimtelijke bouw van
moleculen
§7.1 – Zure en basische oplossingen

Zuren
Een zuur is een deeltje dat een H⁺-ion kan afstaan (ook wel protondonor). De meeste zuren
zijn moleculaire stoffen.
Organische zuren zijn koolstofverbindingen met een –COOH-groep. Alleen deze laatste H
van de koolstofketen kan worden afgesplitst als H⁺-ion.
Belangrijke zuren:
-​ Ethaanzuur (CH₃COOH)
-​ Fosforzuur (H₃PO₄)
-​ Koolzuur (H₂CO₃)
-​ Salpeterzuur (HNO₃)
-​ Waterstofchloride (HCl)
-​ Zwavelzuur (H₂SO₄)



Zure oplossingen
Als een zuur wordt opgelost in water, reageert het zuur met het water en staat een H⁺-ion af
aan een watermolecuul. Er ontstaat een H₃O⁺-ion en een zuurrestion. Het proces heet
ionisatie. Algemene reactievergelijking (waarbij HZ een zuur is):
HZ (aq) + H₂O (l) → Z⁻ (aq) + H₃O⁺ (aq)



Basen
Een base is een deeltje dat een H⁺-ion kan opnemen (ook wel protonacceptor). Vaak zijn
basen negatieve ionen, hoewel het soms een moleculaire stof kan zijn. Als dat het geval is, is
het meestal een organische base, een koolstofverbinding met een aminogroep.
Een bekende basische oplossing is natronloog. Andere belangrijke basen:
-​ Ammoniak (NH₃)
-​ Carbonaation (CO₃²⁻)
-​ Hydroxide-ion (OH⁻)
-​ Oxide-ion (O²⁻)
-​ Waterstofcarbonaation (HCO₃⁻)

,Basische oplossingen
Als een base wordt opgelost in water, reageert de base met het water en neemt het een H⁺-ion
op van een watermolecuul. Er ontstaat een OH⁻-ion. Algemene reactievergelijking:​
B⁻ (aq) + H₂O (l) → HB (aq) + OH⁻ (aq)



Het waterevenwicht
Watermoleculen kunnen zowel H⁺-ionen afstaan als opnemen. Watermoleculen zijn dus zowel
een zuur als een base.

🔄
In zuiver water reageert een klein deel van de moleculen met elkaar volgens het evenwicht:
2 H₂O (l) H₃O⁺ (aq) + OH⁻ (aq)

​ K(w) = [H₃O⁺][OH⁻]
Bij 298 K geldt dat K(w) = 1,0 × 10⁻¹⁴

Als een zure oplossing wordt toegevoegd zal [H₃O⁺] toenemen (en dus [OH⁻] afnemen) en
andersom geldt voor een basische oplossing.

In een zure oplossing geldt: ​ ​ [H₃O⁺] > [OH⁻]
In een neutrale oplossing geldt:​ [H₃O⁺] = [OH⁻]
In een basische oplossing geldt:​ [H₃O⁺] < [OH⁻]



Zuurgraad en pH
De zuurgraad geeft aan hoe groot de concentratie H₃O⁺-ionen in de oplossing is. Basische
oplossingen hebben dus een lage zuurgraad.
De pH-waarde is een maat voor de zuurgraad. Een pH van 7 is neutraal, bij een zure
oplossing geldt pH < 7 en bij een basische oplossing geldt pH > 7.

pH = –log([H₃O⁺]) ​ ​ en dus​ ​ [H₃O⁺] = 10^–pH

Voor een basische oplossing is er de pOH-waarde. Dit werkt precies andersom.

pOH = –log([OH⁻])​ ​ en dus​ ​ [OH⁻] = 10^–pOH

Aangezien er een waterevenwicht heerst, zijn de pH en pOH met elkaar verbonden. Er geldt:
​ pH + pOH = 14,00

, Significantie
Er gelden afwijkende regels bij de significantie voor logaritmische berekeningen.
1)​ Het aantal decimalen in de gegeven pH-waarde bepaalt het aantal significante cijfers
voor de berekende waarde van [H₃O⁺].
2)​ Het aantal significante cijfers van de waarde van [H₃O⁺] bepaalt het aantal decimalen
voor de berekende pH-waarde.

Hetzelfde geldt voor de pOH-waarde en [OH⁻].



Het bepalen van de pH
Zuur-base-indicatoren zijn stoffen die bij verschillende pH-waarden een andere kleur hebben.
Deze staan in Binas tabel 52A.
Broomkresolgroen is bijvoorbeeld geel bij een pH lager dan 3,8 en blauw bij een pH hoger
dan 5,4. Hiertussen is de stof groen. Dit heet het omslagtraject.

Zuur-base-indicatoren zijn zelf ook zuren of basen en reageren op een pH-verandering door
H⁺-ionen op te nemen of af te staan, daarbij veranderen ze van kleur. Van een
indicatoroplossing moet je dus maar een klein beetje gebruiken, anders heeft het invloed op
de pH-waarde.