Scheikunde Hoofdstuk 6 Zuren en basen
§1 Zuur en basisch
Zuurgraad
De zure smaak en eigenschappen van oplossingen wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van
H3O+-deeltjes. Des te meer deeltjes, des te zuurder de oplossing. De pH-waarde is een maat voor
de concentratie H3O+ in de oplossing. Hoe hoger de concentratie, des te lager de pH. De H 3O+-
deeltjes ontstaan wanneer water reageert met een zuur; een stof die een proton (H+-deeltje) af
kan staan aan een ander deeltje. Als het proton wordt afgestaan aan een H 2O-molecuul wordt er
een oxoniumion (H3O+) gevormd: HZ + H2O Z- (zuurrestion) + H3O+. Een klasse is de
organische zuren/carbonzuren. Alleen het H-atoom van de zuurgroep van organische zuren kan
worden afgestaan. Er ontstaat dan een zuurrestgroep, de COO - groep. Het zuurrestion van een
alkaanzuur heet een alkanoaation. Anorganische zuren zijn anorganische verbindingen die
per molecuul een of meerdere H+-deeltjes kunnen afstaan. Er vormen zich dan negatieve ionen.
Basen
Basen zijn stoffen die een proton van een ander deeltje kunnen opnemen. Als een base oplost in
water, zal er een proton door de base van een watermolecuul worden opgenomen. Er ontstaat
dan een hydroxide-ion (OH-). Een basische oplossing bevat dus zo’n ion. De algemene
reactievergelijking van een base met water is: B- + H2O HB + OH-. Er bestaan ook organische
basen; koolstofverbindingen die een aminegroep NH 2 bevatten=. Wanneer een organische base
opgelost wordt in water kan de aminegroep een H +-deeltje opnemen van een watermolecuul.
Anorganische basen zijn vaak negatieve ionen. Wanneer een base met een zuur reageert,
worden er H+-deeltjes overgedragen van het zuur naar de base.
Onthoud!
- een zure oplossing bevat oxoniumionen
- een basische oplossing bevat hydroxide-ionen
- bij een zuur-basereactie vindt protonoverdracht plaats
- een zuur kan H+-deeltjes afstaan en een base kan ze opnemen
- er bestaan organische en anorganische zuren en basen
- het zuurrestion van een alkaanzuur heet een alkanoaation
§2 De pH-schaal
Het waterevenwicht
Watermoleculen kunnen een H+-deeltje opnemen en afstaan, ze zijn een zuur en een base. Twee
watermoleculen kunnen dus met elkaar reageren in een zuur-basereactie: 2H 2O ↔ H3O+ + OH-.
Omdat het evenwicht sterk links ligt, is de concentratie water vrijwel constant en komt deze niet
voor in de evenwichtsvoorwaarde: Kw = [H3O+][OH-]. De waterconstante Kw heeft bij 298K en
waarde van 1,0 · 10-14. Uit het waterevenwicht volgt dat in zuiver water [H 3O+] = [OH-] =
√ 1,0 ∙10−14 = 1,0 · 10-7 mol L-1 geldt en hoe hoger [H3O+], hoe lager [OH-] en andersom.
Een logaritmische schaal|
De pH-schaal gaat van 0-14; logaritmische schaal; bij elke eenheid die de pH daalt, neemt de
concentratie H3O+ met een factor 10 toe: pH = -log[H3O+] en [H3O+] = 10-pH. De pOH-waarde drukt
de sterkte van een basische oplossing uit: pOH = -log[OH -] en [OH-] = 10-pOH. Omdat bij 298K geldt
dat [H3O+][OH-] = 1,0 · 10-14 geldt ook voor iedere oplossing bij 298K pH + pOH = 14,00. In een
neutrale oplossing geldt: [OH-] = [H3O+] = 1,0 · 10-7 mol L-1 pH en pOH zijn dan 7. In een zure
oplossing geldt: [OH-] < [H3O+] pH < 7 en pOH > 7. In een basische oplossing geldt: [OH -] >
[H3O+] pH > 7 en pOH < 7. Concentraties van 10 -7 M mogen verwaarloosd worden, waardoor
alleen in een zure oplossing (pH<7) rekening gehouden wordt met [H 3O+] en in een basische
oplossing alleen met [OH-].
PH meten
Bij indicatoren veranderd de kleur bij verschillende pH-waarden. In het gebied tussen de pH-
waarden, het omslagtraject, zal een mengkleur ontstaan. Indicatoren zijn zelf ook zuren of
basen en reageren dus op verandering van pH door protonen op te nemen of af te staan, waarom
er maar een paar druppels worden toegevoegd aan een oplossing; als er teveel indicator wordt
toegevoegd zal de indicator de pH beïnvloeden. Indicatoren kunnen ook gehecht zijn aan papier.
De twee meest gebruikte soorten indicatorpapier zijn lakmoespapier en universeel
indicatorpapier. Universeel indicatorpapier bevat een mengsel van verschillende indicatoren.
Als een druppel van een zure of basische oplossing op dit papier veranderd de kleur die de pH
aangeeft. Ook met pH-meters kan de pH bepaald worden.
§1 Zuur en basisch
Zuurgraad
De zure smaak en eigenschappen van oplossingen wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van
H3O+-deeltjes. Des te meer deeltjes, des te zuurder de oplossing. De pH-waarde is een maat voor
de concentratie H3O+ in de oplossing. Hoe hoger de concentratie, des te lager de pH. De H 3O+-
deeltjes ontstaan wanneer water reageert met een zuur; een stof die een proton (H+-deeltje) af
kan staan aan een ander deeltje. Als het proton wordt afgestaan aan een H 2O-molecuul wordt er
een oxoniumion (H3O+) gevormd: HZ + H2O Z- (zuurrestion) + H3O+. Een klasse is de
organische zuren/carbonzuren. Alleen het H-atoom van de zuurgroep van organische zuren kan
worden afgestaan. Er ontstaat dan een zuurrestgroep, de COO - groep. Het zuurrestion van een
alkaanzuur heet een alkanoaation. Anorganische zuren zijn anorganische verbindingen die
per molecuul een of meerdere H+-deeltjes kunnen afstaan. Er vormen zich dan negatieve ionen.
Basen
Basen zijn stoffen die een proton van een ander deeltje kunnen opnemen. Als een base oplost in
water, zal er een proton door de base van een watermolecuul worden opgenomen. Er ontstaat
dan een hydroxide-ion (OH-). Een basische oplossing bevat dus zo’n ion. De algemene
reactievergelijking van een base met water is: B- + H2O HB + OH-. Er bestaan ook organische
basen; koolstofverbindingen die een aminegroep NH 2 bevatten=. Wanneer een organische base
opgelost wordt in water kan de aminegroep een H +-deeltje opnemen van een watermolecuul.
Anorganische basen zijn vaak negatieve ionen. Wanneer een base met een zuur reageert,
worden er H+-deeltjes overgedragen van het zuur naar de base.
Onthoud!
- een zure oplossing bevat oxoniumionen
- een basische oplossing bevat hydroxide-ionen
- bij een zuur-basereactie vindt protonoverdracht plaats
- een zuur kan H+-deeltjes afstaan en een base kan ze opnemen
- er bestaan organische en anorganische zuren en basen
- het zuurrestion van een alkaanzuur heet een alkanoaation
§2 De pH-schaal
Het waterevenwicht
Watermoleculen kunnen een H+-deeltje opnemen en afstaan, ze zijn een zuur en een base. Twee
watermoleculen kunnen dus met elkaar reageren in een zuur-basereactie: 2H 2O ↔ H3O+ + OH-.
Omdat het evenwicht sterk links ligt, is de concentratie water vrijwel constant en komt deze niet
voor in de evenwichtsvoorwaarde: Kw = [H3O+][OH-]. De waterconstante Kw heeft bij 298K en
waarde van 1,0 · 10-14. Uit het waterevenwicht volgt dat in zuiver water [H 3O+] = [OH-] =
√ 1,0 ∙10−14 = 1,0 · 10-7 mol L-1 geldt en hoe hoger [H3O+], hoe lager [OH-] en andersom.
Een logaritmische schaal|
De pH-schaal gaat van 0-14; logaritmische schaal; bij elke eenheid die de pH daalt, neemt de
concentratie H3O+ met een factor 10 toe: pH = -log[H3O+] en [H3O+] = 10-pH. De pOH-waarde drukt
de sterkte van een basische oplossing uit: pOH = -log[OH -] en [OH-] = 10-pOH. Omdat bij 298K geldt
dat [H3O+][OH-] = 1,0 · 10-14 geldt ook voor iedere oplossing bij 298K pH + pOH = 14,00. In een
neutrale oplossing geldt: [OH-] = [H3O+] = 1,0 · 10-7 mol L-1 pH en pOH zijn dan 7. In een zure
oplossing geldt: [OH-] < [H3O+] pH < 7 en pOH > 7. In een basische oplossing geldt: [OH -] >
[H3O+] pH > 7 en pOH < 7. Concentraties van 10 -7 M mogen verwaarloosd worden, waardoor
alleen in een zure oplossing (pH<7) rekening gehouden wordt met [H 3O+] en in een basische
oplossing alleen met [OH-].
PH meten
Bij indicatoren veranderd de kleur bij verschillende pH-waarden. In het gebied tussen de pH-
waarden, het omslagtraject, zal een mengkleur ontstaan. Indicatoren zijn zelf ook zuren of
basen en reageren dus op verandering van pH door protonen op te nemen of af te staan, waarom
er maar een paar druppels worden toegevoegd aan een oplossing; als er teveel indicator wordt
toegevoegd zal de indicator de pH beïnvloeden. Indicatoren kunnen ook gehecht zijn aan papier.
De twee meest gebruikte soorten indicatorpapier zijn lakmoespapier en universeel
indicatorpapier. Universeel indicatorpapier bevat een mengsel van verschillende indicatoren.
Als een druppel van een zure of basische oplossing op dit papier veranderd de kleur die de pH
aangeeft. Ook met pH-meters kan de pH bepaald worden.
