,7 Zuren en basen
Tanderosie
Praktijk
1 a Bij een lagere pH bevinden zich meer H3O+-ionen in het speeksel. Deze ionen reageren
gemakkelijk met OH−-ionen en in mindere mate ook met PO43−-ionen. Omdat twee ionsoorten uit
het mineralisatie-evenwicht worden weggenomen, verschuift mineralisatie-evenwicht meer naar de
kant van demineralisatie.
b Fosfaationen stimuleren het mineralisatieproces. Maar fosforzuur is een driewaardig zwak zuur,
waarbij nauwelijks fosfaationen worden gevormd. Het belangrijkste effect van opgelost fosforzuur
is dus daling van de pH, waardoor het mineralisatie-evenwicht naar de kant van de demineralisatie
verschuift.
c Koolzuurhoudende dranken bevatten veel koolstofdioxide. Koolstofdioxide is een zwak zuur
volgens de reactie:
CO2 (g) + 2 H2O(l) H3O+ (aq) + HCO3− (aq)
Dit zorgt ervoor dat de [H3O+] stijgt, de pH daalt en er dus meer demineralisatie plaatsvindt
(zie 1a). Dit veroorzaakt meer tandbederf.
2 a 1 Fluoride-ionen reageren in mindere mate met oxoniumionen dan hydroxide-ionen doen en zijn
dus minder afhankelijk van de pH dan hydroxide-ionen. Daarom treedt er bij dalende pH
minder demineralisatie op van fluoroapatiet dan van hydroxyapatiet.
2 Fluoroapatiet is nog slechter oplosbaar in water dan hydroxyapatiet. Daardoor treedt er minder
demineralisatie op dan bij hydroxyapatiet.
b Het hydroxide-ion is een sterke base en reageert aflopend met de aanwezige oxoniumionen. Het
fluoride-ion is een zwakke base en reageert ook aflopend met oxoniumionen, alleen de reactie is
minder heftig. Het OH–-ion is de sterkste base en zal als eerste reageren. Bij een dalende pH
(hogere H3O+-concentratie) zal de concentratie hydroxide-ionen dus sneller afnemen dan de
concentratie fluoride-ionen.
3 a
b
c Ca 2+ (aq) + 2 C3H3O2− → Ca(C3H3O2 )2 (s)
d In glasionomeer zitten voornamelijk negatieve ionen door de vele aanwezige zuurrestionen.
Fluoride-ionen kunnen volgens Binas tabel 45A alleen door calciumionen worden gebonden tot een
slecht oplosbaar zout. Deze calciumionen zijn beperkt aanwezig doordat deze ook met de vele
zuurrestionen binden. Fluoride-ionen worden dus waarschijnlijk beperkt in glasionomeer gebonden.
,1 Zure en basische oplossingen
Opdrachten
1 Zure oplossingen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om kalkaanslag te verwijderen, voedsel te
conserveren of frisdrank een lekkere smaak te geven. Basische oplossingen kunnen bijvoorbeeld
worden gebruikt als gootsteenontstopper of om vettig vuil te verwijderen.
2 a Het carbonaation, CO32−, is een base.
b Ammoniak, NH3, staat volgens Binas tabel 49 zowel bij de basen als de zuren. Ammoniak kan dus
zowel een base als een zuur zijn.
c Water, H2O, staat volgens Binas tabel 49 zowel bij de zuren als de basen. Water kan dus zowel een
zuur als een base zijn.
d Het waterstofcarbonaat-ion, HCO3−, staat in Binas tabel 49 zowel bij de zuren als de basen. Het kan
dus zowel een zuur als een base zijn.
3 a
b
c
d
4 a De pH zal dalen tot pH 7,00. Omdat zuiver water zelf pH = 7,00 heeft, zal de pH-waarde niet dalen
onder de 7,00.
b De pH zal stijgen tot pH 7,00. Omdat zuiver water zelf pH = 7,00 heeft, zal de pH-waarde niet
stijgen boven de 7,00.
5 a Volgens Binas tabel 49 is HBr(g) een zuur en reageert het in oplossing met water
volgens: HBr(g) + H2O(l) → Br − (aq) + H3O+ (aq)
b Kaliumoxide is volgens Binas tabel 45A een zout dat reageert met water, zoals je hebt gezien in
hoofdstuk 4 (in leerjaar 4), bij reactiviteit van metaaloxiden. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat
het O2--ion volgens Binas tabel 49 een base is die kan reageren met water. Daarbij verloopt de
reactie: K2O(s) + H2O(l) → 2 K+ (aq) + 2 OH− (aq) .
c Volgens Binas tabel 66B heeft perchloorzuur de formule HClO4 en volgens Binas tabel 49 is dit een
zuur. Perchloorzuur reageert bij oplossen met water
volgens: HClO4 (l) + H2O(l) → ClO−4 (aq) + H3O+ (aq) .
, d Natriumsulfide is volgens Binas tabel 45A een goed oplosbaar zout. Volgens Binas tabel 49 is
S2– een base en reageren S2–-ionen reageren met water waarbij HS−-ionen en OH−-ionen vrijkomen:
Na 2S(s) → 2 Na + (aq) + S2− (aq)
S2− (aq) + H2O(l) → HS− (aq) + OH− (aq)
Omdat deze aflopende reacties direct na elkaar plaatsvinden, kun je deze beide reacties ook als één
reactie schrijven:
Na 2S(s) + H2O(l) → 2 Na + (aq) + HS− (aq) + OH− (aq) .
6 a Het aantal significante cijfers in de [H3O+] is twee, dus de pH-waarde krijgt twee decimalen:
pH = −log(3,4·10−2) = 1,47.
b Het aantal significante cijfers in de [H3O+] is drie, dus de pH-waarde krijgt drie decimalen:
pH = −log(5,01·10−5) = 4,300.
c Het aantal significante cijfers in de [OH−] is één, dus de pOH-waarde krijgt één decimaal:
pOH = −log(7·10−1) = 0,2.
pH + pOH = 14,00, dus pH = 14,00 − 0,2 = 13,8.
d Het aantal significante cijfers in de [OH−] is twee, dus de pOH-waarde krijgt twee decimalen:
pOH = −log(2,7·10−4) = 3,57; pH = 14,00 − 3,57 = 10,43.
7 a pH > 7, dus mag de [H3O+] worden verwaarloosd en dient de [OH−] te worden berekend.
pH + pOH = 14,00, dus de pOH = 14,00 − pH = 14,00 − 8,1 = 5,9. Eén decimaal in de pH-waarde
betekent één significant cijfer in de [OH−].
[OH−] = 10−pOH = 10−5,9 = 1·10−6 mol L−1.
b pH < 7, dus mag de [OH−] worden verwaarloosd en dient de [H3O+] te worden berekend.
pH = 4,05. De pH-waarde heeft twee decimalen, dus de [H3O+] krijgt twee significante cijfers.
[H3O+] = 10−pH = 10−4,05 = 8,9·10−5 mol L−1
c pH > 7, dus mag de [H3O+] worden verwaarloosd en dient de [OH−] te worden berekend.
pH + pOH = 14,00, dus de pOH = 14,00 − pH = 14,00 − 14,78 = − 0,78. Twee decimalen in de
pOH-waarde betekent twee significante cijfers in de [OH−].
[OH−] = 10−pOH = 10−(−0,78) = 100,78 = 6,0 mol L−1.
d pH < 7, dus mag de [OH−] worden verwaarloosd en dient de [H3O+] te worden berekend.
De pH-waarde heeft twee decimalen, dus de [H3O+] krijgt twee significante cijfers.
[H3O+] = 10−pH = 10−(−0,54) = 100,54 = 3,5 mol L−1
8 a Wanneer thymolblauw geel kleurt, ligt de pH van de oplossing tussen de 2,8 en 8,0 (er zijn twee
omslagtrajecten). Wanneer methylrood geel kleurt, moet de pH van de oplossing boven de 6,0
liggen. Fenolrood kleurt geel bij een pH onder de 6,6. Dit betekent dat de pH van de oplossing
tussen 6,0 en 6,6 moet liggen.
b Geschikte indicatoren zijn broomkresolgroen en broomthymolblauw. Wanneer broomkresolgroen
blauw kleurt, is de pH hoger dan 5,4. Bij een pH lager dan 6,0 kleurt broomthymolblauw geel. Met
deze twee indicatoren kun je dus vaststellen dat de pH ergens tussen de 5,4 en 6,0 ligt.
*9 a Volgens de reactievergelijking ontstaat uit 0,45 mol HClO4 ook 0,45 mol H3O+.
n 0,45 mol
[H3O + ] = = = 0,45 mol L−1
V 1,00 L
pH = −log [H3O+] = −log(0,45) = 0,35.
b Volgens de reactievergelijking ontstaat uit 1 mol H2SO4, 2 mol H3O+. Uit 84 mmol H2SO4 ontstaat
dus 2 × 84·10−3 = 168∙10-3 mol H3O+.
n 168 10−3 mol
[H3O+ ] = = = 168 10−3 mol L−1
V 1,00 L
pH = −log [H3O+] = −log (168∙10−3) = 0,77
Tanderosie
Praktijk
1 a Bij een lagere pH bevinden zich meer H3O+-ionen in het speeksel. Deze ionen reageren
gemakkelijk met OH−-ionen en in mindere mate ook met PO43−-ionen. Omdat twee ionsoorten uit
het mineralisatie-evenwicht worden weggenomen, verschuift mineralisatie-evenwicht meer naar de
kant van demineralisatie.
b Fosfaationen stimuleren het mineralisatieproces. Maar fosforzuur is een driewaardig zwak zuur,
waarbij nauwelijks fosfaationen worden gevormd. Het belangrijkste effect van opgelost fosforzuur
is dus daling van de pH, waardoor het mineralisatie-evenwicht naar de kant van de demineralisatie
verschuift.
c Koolzuurhoudende dranken bevatten veel koolstofdioxide. Koolstofdioxide is een zwak zuur
volgens de reactie:
CO2 (g) + 2 H2O(l) H3O+ (aq) + HCO3− (aq)
Dit zorgt ervoor dat de [H3O+] stijgt, de pH daalt en er dus meer demineralisatie plaatsvindt
(zie 1a). Dit veroorzaakt meer tandbederf.
2 a 1 Fluoride-ionen reageren in mindere mate met oxoniumionen dan hydroxide-ionen doen en zijn
dus minder afhankelijk van de pH dan hydroxide-ionen. Daarom treedt er bij dalende pH
minder demineralisatie op van fluoroapatiet dan van hydroxyapatiet.
2 Fluoroapatiet is nog slechter oplosbaar in water dan hydroxyapatiet. Daardoor treedt er minder
demineralisatie op dan bij hydroxyapatiet.
b Het hydroxide-ion is een sterke base en reageert aflopend met de aanwezige oxoniumionen. Het
fluoride-ion is een zwakke base en reageert ook aflopend met oxoniumionen, alleen de reactie is
minder heftig. Het OH–-ion is de sterkste base en zal als eerste reageren. Bij een dalende pH
(hogere H3O+-concentratie) zal de concentratie hydroxide-ionen dus sneller afnemen dan de
concentratie fluoride-ionen.
3 a
b
c Ca 2+ (aq) + 2 C3H3O2− → Ca(C3H3O2 )2 (s)
d In glasionomeer zitten voornamelijk negatieve ionen door de vele aanwezige zuurrestionen.
Fluoride-ionen kunnen volgens Binas tabel 45A alleen door calciumionen worden gebonden tot een
slecht oplosbaar zout. Deze calciumionen zijn beperkt aanwezig doordat deze ook met de vele
zuurrestionen binden. Fluoride-ionen worden dus waarschijnlijk beperkt in glasionomeer gebonden.
,1 Zure en basische oplossingen
Opdrachten
1 Zure oplossingen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om kalkaanslag te verwijderen, voedsel te
conserveren of frisdrank een lekkere smaak te geven. Basische oplossingen kunnen bijvoorbeeld
worden gebruikt als gootsteenontstopper of om vettig vuil te verwijderen.
2 a Het carbonaation, CO32−, is een base.
b Ammoniak, NH3, staat volgens Binas tabel 49 zowel bij de basen als de zuren. Ammoniak kan dus
zowel een base als een zuur zijn.
c Water, H2O, staat volgens Binas tabel 49 zowel bij de zuren als de basen. Water kan dus zowel een
zuur als een base zijn.
d Het waterstofcarbonaat-ion, HCO3−, staat in Binas tabel 49 zowel bij de zuren als de basen. Het kan
dus zowel een zuur als een base zijn.
3 a
b
c
d
4 a De pH zal dalen tot pH 7,00. Omdat zuiver water zelf pH = 7,00 heeft, zal de pH-waarde niet dalen
onder de 7,00.
b De pH zal stijgen tot pH 7,00. Omdat zuiver water zelf pH = 7,00 heeft, zal de pH-waarde niet
stijgen boven de 7,00.
5 a Volgens Binas tabel 49 is HBr(g) een zuur en reageert het in oplossing met water
volgens: HBr(g) + H2O(l) → Br − (aq) + H3O+ (aq)
b Kaliumoxide is volgens Binas tabel 45A een zout dat reageert met water, zoals je hebt gezien in
hoofdstuk 4 (in leerjaar 4), bij reactiviteit van metaaloxiden. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat
het O2--ion volgens Binas tabel 49 een base is die kan reageren met water. Daarbij verloopt de
reactie: K2O(s) + H2O(l) → 2 K+ (aq) + 2 OH− (aq) .
c Volgens Binas tabel 66B heeft perchloorzuur de formule HClO4 en volgens Binas tabel 49 is dit een
zuur. Perchloorzuur reageert bij oplossen met water
volgens: HClO4 (l) + H2O(l) → ClO−4 (aq) + H3O+ (aq) .
, d Natriumsulfide is volgens Binas tabel 45A een goed oplosbaar zout. Volgens Binas tabel 49 is
S2– een base en reageren S2–-ionen reageren met water waarbij HS−-ionen en OH−-ionen vrijkomen:
Na 2S(s) → 2 Na + (aq) + S2− (aq)
S2− (aq) + H2O(l) → HS− (aq) + OH− (aq)
Omdat deze aflopende reacties direct na elkaar plaatsvinden, kun je deze beide reacties ook als één
reactie schrijven:
Na 2S(s) + H2O(l) → 2 Na + (aq) + HS− (aq) + OH− (aq) .
6 a Het aantal significante cijfers in de [H3O+] is twee, dus de pH-waarde krijgt twee decimalen:
pH = −log(3,4·10−2) = 1,47.
b Het aantal significante cijfers in de [H3O+] is drie, dus de pH-waarde krijgt drie decimalen:
pH = −log(5,01·10−5) = 4,300.
c Het aantal significante cijfers in de [OH−] is één, dus de pOH-waarde krijgt één decimaal:
pOH = −log(7·10−1) = 0,2.
pH + pOH = 14,00, dus pH = 14,00 − 0,2 = 13,8.
d Het aantal significante cijfers in de [OH−] is twee, dus de pOH-waarde krijgt twee decimalen:
pOH = −log(2,7·10−4) = 3,57; pH = 14,00 − 3,57 = 10,43.
7 a pH > 7, dus mag de [H3O+] worden verwaarloosd en dient de [OH−] te worden berekend.
pH + pOH = 14,00, dus de pOH = 14,00 − pH = 14,00 − 8,1 = 5,9. Eén decimaal in de pH-waarde
betekent één significant cijfer in de [OH−].
[OH−] = 10−pOH = 10−5,9 = 1·10−6 mol L−1.
b pH < 7, dus mag de [OH−] worden verwaarloosd en dient de [H3O+] te worden berekend.
pH = 4,05. De pH-waarde heeft twee decimalen, dus de [H3O+] krijgt twee significante cijfers.
[H3O+] = 10−pH = 10−4,05 = 8,9·10−5 mol L−1
c pH > 7, dus mag de [H3O+] worden verwaarloosd en dient de [OH−] te worden berekend.
pH + pOH = 14,00, dus de pOH = 14,00 − pH = 14,00 − 14,78 = − 0,78. Twee decimalen in de
pOH-waarde betekent twee significante cijfers in de [OH−].
[OH−] = 10−pOH = 10−(−0,78) = 100,78 = 6,0 mol L−1.
d pH < 7, dus mag de [OH−] worden verwaarloosd en dient de [H3O+] te worden berekend.
De pH-waarde heeft twee decimalen, dus de [H3O+] krijgt twee significante cijfers.
[H3O+] = 10−pH = 10−(−0,54) = 100,54 = 3,5 mol L−1
8 a Wanneer thymolblauw geel kleurt, ligt de pH van de oplossing tussen de 2,8 en 8,0 (er zijn twee
omslagtrajecten). Wanneer methylrood geel kleurt, moet de pH van de oplossing boven de 6,0
liggen. Fenolrood kleurt geel bij een pH onder de 6,6. Dit betekent dat de pH van de oplossing
tussen 6,0 en 6,6 moet liggen.
b Geschikte indicatoren zijn broomkresolgroen en broomthymolblauw. Wanneer broomkresolgroen
blauw kleurt, is de pH hoger dan 5,4. Bij een pH lager dan 6,0 kleurt broomthymolblauw geel. Met
deze twee indicatoren kun je dus vaststellen dat de pH ergens tussen de 5,4 en 6,0 ligt.
*9 a Volgens de reactievergelijking ontstaat uit 0,45 mol HClO4 ook 0,45 mol H3O+.
n 0,45 mol
[H3O + ] = = = 0,45 mol L−1
V 1,00 L
pH = −log [H3O+] = −log(0,45) = 0,35.
b Volgens de reactievergelijking ontstaat uit 1 mol H2SO4, 2 mol H3O+. Uit 84 mmol H2SO4 ontstaat
dus 2 × 84·10−3 = 168∙10-3 mol H3O+.
n 168 10−3 mol
[H3O+ ] = = = 168 10−3 mol L−1
V 1,00 L
pH = −log [H3O+] = −log (168∙10−3) = 0,77
