Zuren en basen Zure stoffen kennen we allemaal

Zuren en basen Zure stoffen kennen we allemaal; bv azijn of ontkalker Wanneer is een stof zuur of juist niet zuur (dus basisch) ? ? Een stof is zuur als er meer zure dan basische deeltjes zijn !!! omgekeerd geldt dan natuurlijk ook Een stof is basisch als er meer basische dan zure deeltjes zijn !!! mlavd@BCEC 1

Zuren en basen p. H < 7 Zure stof: H+ -deeltjes afstaan Basische stof: p. H > 7 H+-deeltjes opnemen Neutraal: p. H = 7 mlavd@BCEC 2

Zuren en basen BINAS Zuur: H+ -deeltjes afstaan Basisch: H+-deeltjes opnemen Hoe weet je of een stof zuur of basisch is ? ? ? In Binas T 49 staan een groot aantal van de zuren en basen die veel gebruikt worden vermeld. (dat had je toch Linker kolom de zuren en rechterkolom de basen niet verwacht he ? ) mlavd@BCEC 3

Zuren en basen Zuur: H+ -deeltjes afstaan Basisch: H+-deeltjes p. H < 7 p. H > 7 opnemen De combinatie van zuren en basen op 1 regel noemen we een geconjugeerd zuur-base paar Het zuur links + water wordt de stof rechts + H 3 O+ De base rechts + water wordt de stof links + OHmlavd@BCEC 4

Zuren en basen Welke relatie kan je afleiden tussen [H+] en p. H mlavd@BCEC 5

Zuren en basen: [H 3 O+] vs p. H = + - log [H 3 O ] mlavd@BCEC 6

Zuren en basen: [OH-] vs p. OH = - log [OH ] mlavd@BCEC 7

Zuren en basen: p. H vs p. OH p. H + p. OH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 -1 3 2 1 0 14 14 14 14 p. OH + p. H = 14 p. OH = 14 - p. OH mlavd@BCEC 8

+ Zuren en basen: [H 3 O ] vs [OH ] p. H 0 1 2 3 4 5 6 7 [H 3 O+] 10 -0 10 -1 10 -2 10 -3 10 -4 10 -6 10 -7 [OH-] 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 p. OH 14 13 12 11 10 9 8 7 [H 3 O+]*[OH-] = Kw 10 -14 10 -14 10 -14 [H 3 O+] =10 -p. H [OH-] =10 -p. OH p. H = -log [H 3 O+] p. OH = -log [OH-] p. H + p. OH = p. Kw = 14 [OH ]*[H 3 + O ] = K mlavd@BCEC w -14 = 10 9

Zuren en basen Bereken p. H van 0, 15 M H 3 O+ p. H = -log 0, 15 = 0, 82 Bereken p. H van 0, 15 M OHp. OH = -log 0, 15 = 0, 82 p. H = 14 – 0, 82 = 13, 18 Bereken p. H van 10 gram KOH/L = 0, 178 mol OH-/L p. OH = - log 0, 178 = 0, 75 p. H = 14 – 0, 75 = 13, 25 mlavd@BCEC 10

Zuren en basen: indicatoren mlavd@BCEC 11

Zuren: kenmerken Een zuur staat H+ deeltje af waardoor de p. H < 7 wordt Er bestaan organische zuren (bevatten C-atomen) en anorganische zuren (bevatten geen C-atomen) Organisch (voorbeelden): Azijn Mierezuur oxaalzuur mlavd@BCEC 12

Basen: kenmerken Een base neemt H+ deeltje op waardoor de p. H > 7 wordt mlavd@BCEC 13

Zuren en basen: oplossen Stap 1: bepaal de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Zuur 1 Zuur 2 base Base 1 Base 2 Stap 2: bepaal of het een sterk/zwak zuur of sterke/zwakke base is mlavd@BCEC 14

Zuren en basen: oplossen Stap 3: maak de oplosvergelijking Als Kz van zuur >>>>> 1 dan is het een sterk zuur en is de oplosvergelijking aflopend Als Kz van zuur < 1 dan is het een zwak zuur en is de oplosvergelijking een evenwicht mlavd@BCEC 15

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen salpeterzuur in water Stap 1+2: salpeterzuur Sterk zuur (Kz >>>> 1) Stap 3: HNO 3 + H 2 O NO 3 - + H 3 O+ H+ mlavd@BCEC 16

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen ammoniumnitraat in water Stap 1+2: ammonium zwak zuur (Kz < 1) aq NH 4 NO 3 NH 4+ + NO 3 - Stap 3: NH 4+ + H 2 O NH 3 + H 3 O+ H+ mlavd@BCEC 17

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen natronloog in water Stap 1+2 +3: natronloog bevat al OHNa. OH(s) aq Na+(aq) + OH-(aq) Sterke base (Kb > 1) mlavd@BCEC 18

Zuren en basen: oplossen Bv: oplossen ammoniak in water Stap 1+2: ammoniak Zwakke base (Kb < 1) Stap 3: NH 3 + H 2 O NH 4+ + OHH+ mlavd@BCEC 19

Zuren en basen: oplossen Animatie oplossen ammoniak in water: http: //www. chem. iastate. edu/group/Greenbowe/se ctions/projectfolder/animations/NH 3 eqtg. html Animatie oplossen azijn in water: http: //www. chem. iastate. edu/group/Greenbowe/se ctions/projectfolder/animations/aceticeq. html mlavd@BCEC 20

Zuren en basen: reacties Stap 1: bepaal de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Zuur 1 Zuur 2 base Base 1 Base 2 Stap 2: bepaal het sterkste zuur en sterkste base Stap 3: maak de reactievergelijking kloppend mlavd@BCEC 21

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van natronloog met zoutzuur Stap 1+2: Zuur H 3 O+ H 2 O base OHH 2 O Stap 3: H 3 O+ + OH- 2 H 2 O mlavd@BCEC 22

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van kaliloog met salpeterzuur Stap 1+2: Zuur H 3 O+ H 2 O base OHH 2 O Stap 3: H 3 O+ + OH- 2 H 2 O mlavd@BCEC 23

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van kaliloog met ammoniumoplossing Stap 1+2: Zuur NH 4+ H 2 O base OHH 2 O Stap 3: NH 4+ + OH- NH 3 + H 2 O mlavd@BCEC 24

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van natriumacetaat-oplossing met ammonium-oplossing Stap 1+2: Zuur NH 4+ H 2 O base CH 3 COOH 2 O Stap 3: NH 4+ + CH 3 COO- NH 3 + CH 3 COOH Waarom evenwicht ? mlavd@BCEC 25

Zuren en basen: reacties Stap 3: NH 4+ + CH 3 COO- NH 3 + CH 3 COOH Sterke base met sterk zuur aflopend Sterke base met zwak zuur aflopend Sterk zuur met zwakke base aflopend Zwak zuur met zwakke base evenwicht mlavd@BCEC 26

Zuren en basen: reacties Stap 3: NH 4+ + CH 3 COO- NH 3 + CH 3 COOH Zwak zuur met zwakke base evenwicht Bepaling Kev = Kz (zuur voor de pijl)/ Kz (zuur na de pijl) Kev = 5, 6*10 -10 / 1, 8*10 -5 = 3, 11*10 -5 Kev << 1 reactie verloopt (vrijwel) niet mlavd@BCEC 27

Zuren en basen: reacties Kev = Kz (zuur voor de pijl)/ Kz (zuur na de pijl) Kev << 1 reactie verloopt (vrijwel) niet Ertussen in: reactie verloopt als evenwicht Kev >> 1 reactie verloopt (vrijwel) aflopend mlavd@BCEC 28

Zuren en basen: reacties A) Geef de reactie die op kan treden als de volgende stoffen gemengd worden. B) Leg uit of het via een evenwicht verloopt; zo ja geef dan ook de Kev 1) Zoutzuur met Kaliumcyanide-oplossing H 3 O+ + CN- H 2 O + HCN (sterk + zwak aflopend) 2) Azijnzuur-opl met natriumwaterstofoxalaat-oplossing CH 3 COOH + HC 2 O 4 - CH 3 COO- + H 2 C 2 O 4 (zwak + zwak evenwicht: Kev = / = mlavd@BCEC 29

Berekeningen aan zwakke zuren /basen, buf en titraties mlavd@BCEC 30

Zuren en basen mlavd@BCEC 31

Zuren en basen mlavd@BCEC 32

Zuren en basen mlavd@BCEC 33

Zuren en basen mlavd@BCEC 34

Zuren en basen Neutralisatie: er is precies evenveel mol zuur als base aanwezig dat met elkaar reageert Dit punt noemen we ook wel: equivalentiepunt mlavd@BCEC 35

Zwakke zuren en basen In het vorige deel over zuren en basen hebben we het hoofdzakelijk gehad over sterke zuren en basen. Nu gaan we het hebben over zwakke zuren en basen. Wat is het eigenlijk nu verschil tussen sterke en zwakke zuren en basen ? ? ? Een animatie van zuur Een animatie van basen Extra animatie van zuur mlavd@BCEC 36

Zwakke zuren en basen Hoe definiëren we de ‘zuurheid’ van zwakke zuren ? Aangezien ze slechts gedeeltelijk ioniseren zal het zwakke zuur HB soms H+ aan water geven en soms een H+ terugkrijgen mlavd@BCEC 37

Zwakke zuren en basen Zoals je ziet is het verschil dus dat sterke zuren of basen 100% splitsen naar H 3 O+ en OH- en zwakke zuren of basen evenwicht vormen. Sterk zuur: HZ + H 2 O Z- + H 3 O+ Zwak zuur: HZ + H 2 O Z- + H 3 O+ Sterke base: B- + H 2 O HB + OH- Zwakke base: B- + H 2 O HB + OHmlavd@BCEC 38

Zwakke zuren en basen M. b. v. de Kz bij een zuur of de K bij een base kan je de p. H uitrekenen van zwakke zuren of basen Kz = [H 3 O+] * [Z-] = [H 3 O+]2 [HZ]0 - [H 3 O+] . Kb = [OH-] * [HZ] = [OH-]2 [Z-]0 - [OH-] mlavd@BCEC . 39

Zwakke zuren en basen Bereken de p. H van 15, 0 g azijn in 1, 50 L water Kz = [H 3 O+]2 [HZ]0 - [H 3 O+] . 1, 8*10 -5 = [H 3 O+]2/(0, 17 - [H 3 O+]) [H 3 O+] = 0, 00175 M p. H = -log 0, 00175 = 2, 76 mlavd@BCEC 40

Zwakke zuren en basen Bereken de p. H van een oplossing van 1, 50 g Natriumcarbonaat in 3, 00 L water Kb = [OH-]2 [Z-]0 - [OH-] . 2, 1*10 -4 = [OH-]2 [OH-] = 0, 014 - [OH-] . p. OH = p. H = mlavd@BCEC 41

Zwakke zuren en basen Bereken hoeveel natriumacetaat opgelost moet worden in 3, 00 L water om een p. H = 7, 5 te bereiken Kb = [OH-]2 = 5, 5*10 -10 [Z-]0 - [OH-] . 5, 5*10 -10 = [10 -6, 5]2 = (2, 8*10 -7)2 [Z-] = 1, 4*10 -4 M [Z-]0 - [10 -6, 5] [Z-]0 – (2, 8*10 -7) . 3 * 1, 4*10 -4 M = 5, 2*10 -4 mol Na. Ac = 0, 036 g Na. Ac mlavd@BCEC 42

Buffers mlavd@BCEC 43

Buffers mlavd@BCEC 44

Buffers: eigenschappen Buffer bestaat uit een zwak zuur met geconjugeerde base p. H verandert weinig als er een hoeveelheid zuur of base aan toegevoegd wordt Grensverhouding zwak zuur met geconjugeerde base zz : gec. Base = 1 : 9 zz : gec. Base = 9 : 1 mlavd@BCEC 45

Buffers Buffer bestaat uit een zwak zuur met geconjugeerde base en de p. H verandert weinig als er een (normale hoeveelheid) zuur of base wordt toegevoegd Animatie 1: http: //users. skynet. be/eddy/buffer. html Animatie 2: http: //michele. usc. edu/java/acidbase. html mlavd@BCEC 46

Buffers Je kan buffers op meerdere manieren maken: Manier 1: los een bekende hoeveelheid zwak zuur en het (natrium) zout van zijn geconjugeerde base op in water. Manier 2: los een bekende hoeveelheid zwak zuur op en voeg net zolang druppels natronloog toe totdat de gewenste p. H bereikt is. Manier 3: los een bekende hoeveelheid zwakke base op en voeg net zolang druppels sterk zuur toe totdat de gewenste p. H bereikt is. mlavd@BCEC 47

Buffers: de bufferformule Kbuffer = [H 3 O+]*[Z-]0/[HZ]0 Belangrijk als [Z-]0/[HZ]0 = 1 dan Kbuffer = [H 3 O+] en dus ook p. Kbuffer = p. H mlavd@BCEC 48

Buffers: berekening 1 Bereken de verhouding tussen azijn en acetaat voor een buffer van p. H = 4, 8 1) Kbuffer = [H 3 O+]*[Z-]0/[HZ]0 2) 1, 8*10 -5 = 10 -4, 8*[Z-]0/[HZ]0 3) 1, 8*10 -5/10 -4, 8 = 1, 1357 = [Z-]0/[HZ]0 4) [HZ]0 /[Z-]0 = 1/1, 1357 = 0, 88 / 1 mlavd@BCEC 49

Buffers: simulatie http: //www. chem. iastate. edu/group/Greenbowe/ sections/projectfolder/flashfiles/acidbasep. H/ph_ buffer. html mlavd@BCEC 50

Buffers: berekening 2 Bereken de verandering van de p. H als aan 1, 0 L bufferoplossing met 0, 15 M azijn en 0, 15 M natriumacetaat 0, 1 L 0, 1 M KOH-oplossing wordt toegevoegd Berekening p. H vooraf: 1, 8*10 -5 = [H 3 O+] p. H = 4, 74 t 0 Δ teind CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO- + H 3 O+ 0, 15 mol - 0, 01 mol +0, 01 mol 0, 14 mol 0, 16 mol 1, 8*10 -5 = [H 3 O+]*[0, 16/1, 1]/[0, 14/1, 1] [H 3 O+] = 1, 8*10 -5 *0, 14/0, 16 = 1, 575 * 10 -5 M p. H = 4, 8 Δ p. H = 0, 06 mlavd@BCEC 51

Buffers: berekening 3 Bereken hoeveel m. L 0, 1 M zoutzuur je nodig hebt om 1, 0 L azijn/acetaatbuffer te maken met p. H = 4, 8 uitgaande van een natriumacetaat oplossing. Er moet nog 0, 5 mol acetaat aanwezig zijn !! Berekening vooraf: p. H = 4, 8 dus [HZ]0 /[Z-]0 = 1/1, 1357 CH 3 COO- + H 3 O + CH 3 COOH + H 2 O t 0 0, 94 mol 0, 00 mol Δ -0, 44 mol +0, 44 mol teind 0, 5 mol 0, 5/1, 1357= 0, 44 mol Er is dus 0, 44 mol azijn gemaakt 0, 44 mol acetaat weg er heeft 0, 44 mol H 3 O+ gereageerd 0, 44 mol/0, 1 M = 4, 4 L = 4400 m. L mlavd@BCEC 52

Zuren en basen Simulatie HCl met water: http: //www. chem. iastate. edu/group/Greenbowe/section s/projectfolder/flashfiles/acidbasep. H/ph_buffer. html mlavd@BCEC 53

Zuur base titratie Bij een titratie wordt d. m. v. het heel nauwkeurig afmeten van de hoeveelheid zuur of base dat nodig is om een onbekende hoeveelheid base of zuur volledig op te laten reageren berekend hoeveel daarvan aanwezig was. Als hulpmiddel wordt een p. H–meter of indicator gebruikt. mlavd@BCEC 54

Zuur base titratie mlavd@BCEC 55

Zuur base titratie mlavd@BCEC 56

Zuur base titratie Titreren is dus een logisch vervolg op hfst 7 waar we de reactie tussen een zuur en een base besproken hebben, nu gevolgd Stap 1: noteer de aanwezige deeltjes en door wat rekenwerk met volumes, molmassa’s en molariteiten. bepaal of het zuren of basen zijn Zuur 1 Zuur 2 base Base 1 Base 2 Stap 2: bepaal het sterkste zuur en sterkste base Stap 3: maak de reactievergelijking kloppend mlavd@BCEC 57

Zuur base titratie Stap 4: Bepaal hoeveel van de titrant nodig is geweest in L*mol/L = mol Stap 5: Bereken hoeveel van de te titreren stof aanwezig was in je monster dat getitreerd is Stap 6: Bepaal eventuele verdunningsfactoren en verwerk deze in de uiteindelijke berekening monster mlavd@BCEC 58

Zuur base titratie : titreren van X M Na. OH opl met 0, 11 M HCl opl Stap 1+2: Zuur H 3 O+ H 2 O base OHH 2 O Stap 3: H 3 O+ + OH- 2 H 2 O mlavd@BCEC 59

Zuur base titratie : titreren van X M Na. OH opl met 0, 11 M HCl opl Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 16, 50 m. L 0, 11 M zoutzuur gebruikt. Het monster was 25, 00 m. L natronloog. Equivalentiepunt = het moment waarop je precies evenveel 16, 5*10 -3 * 0, 11 = 1, 815*10 -3 mol H 3 O+ base uit de buret hebt toegevoegd als er zuur aanwezig was in -3 mol H O+ Stap 5: 1, 815*10 het monster (of zuur uit de buret als er base aanwezig was in 3 -3 mol OHhet monster). 1, 815*10 Stap 6: niet verdund 1, 815*10 -3 mol OH- in 25 m. L [OH-] = 7, 26*10 -2 M mlavd@BCEC 60

Zuur base titratie Animatie Z/B-titratie: http: //www. chem. iastate. edu/group/Gree nbowe/sections/projectfolder/flashfiles/sto ichiometry/acid_base. html mlavd@BCEC 61

Zuur base titratie Bv: Bereken hoeveel gram Na. OH/L opgelost is in de oplossing van X M natronloog m. b. v. titratie met 0, 051 M zoutzuur Bij de bepaling is uit de 100 m. L oplossing die ter beschikking was 20, 00 m. L in een erlenmeyer gepipetteerd. Vervolgens is dit met demiwater aangevuld tot 40, 00 m. L. Hierna is mbv 0, 051 M zoutzuur een titratie uitgevoerd. Tot aan het equivalentiepunt was 15, 3 m. L 0, 051 M zoutzuur nodig. mlavd@BCEC 62

Zuur base titratie Bv: Bereken hoeveel gram Na. OH/L opgelost is in de oplossing van X M natronloog m. b. v. titratie met 0, 051 M zoutzuur Stap 1 -3 zie vorig voorbeeld Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 15, 30 m. L 0, 051 M zoutzuur gebruikt. 15, 3*10 -3 * 0, 05 = 7, 803*10 -4 mol H 3 O+ Stap 5: 7, 803*10 -4 mol H 3 O+ 7, 803*10 -4 mol OHmlavd@BCEC 63

Zuur base titratie Stap 6: niet verdund (het toevoegen van demiwater veranderd niets aan de hoeveelheid OH- die in het monster aanwezig is) 7, 803*10 -4 mol OH- in 20, 00 m. L 3, 9*10 -2 mol OH- in 1, 00 L 3, 9*10 -2 mol Na. OH = 1, 56 g Na. OH/L mlavd@BCEC 64

Zuur base titratie In de voorraadkast staat een 10 L fles zoutzuur-oplossing met onbekende molariteit. Dit kan worden gecontroleerd mbv een Z/B-titratie met 0, 100 M natronloog. Uit de fles wordt 50, 00 m. L overgebracht in een maatkolf en met demiwater aangevuld tot 100, 00 m. L. Hiervan wordt 25, 00 m. L in een erlenmeyer gepipetteerd en met 0, 100 M natronloog getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is nodig 11, 35 m. L 0, 100 M natronloog. Bereken: a) bereken de molariteit van de zoutzuur-oplossing b) Bereken hoeveel gram zoutzuur in de fles opgelost is mlavd@BCEC 65

Zuur base titratie: zoutzuur Stap 1+2: Zuur H 3 O+ H 2 O base OHH 2 O Stap 3: H 3 O+ + OH- 2 H 2 O Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11, 35 m. L 0, 100 M natronloog gebruikt. 11, 35*10 -3 * 0, 100 = 1, 135*10 -4 mol OHmlavd@BCEC 66

Zuur base titratie: zoutzuur Stap 5: 1, 135*10 -4 mol OH 1, 135*10 -4 mol H 3 O+ (verdund) Stap 6: 50 m. L verdund tot 100 m. L 2*1, 135*10 -4 mol = 2, 27*10 -4 mol H 3 O+ = 2, 27*10 -4 mol HCl/25 m. L (onverdund) [ ] = 0, 00908 M (onverdund) a) 9, 08*10 -3 M HCl mlavd@BCEC 67

Zuur base titratie: zoutzuur b: [ ] = 0, 00908 M (onverdund) In 10 L = 0, 0908 mol HCl 0, 0908 * 36, 45 = 3, 310 g HCl c: bereken de p. H van de oplossing in de fles [ ] = 0, 00908 M (onverdund) p. H = -log(0, 00908) = 2, 04 mlavd@BCEC 68

Zuur base titratie: azijn In een azijnzuur-oplossing zou ca. 6 g/L CH 3 COOH aanwezig moeten zijn. Dit kan worden gecontroleerd mbv een Z/Btitratie met 0, 100 M natronloog. Uit een fles azijn wordt 100, 00 m. L overgebracht in een 250 m. L maatkolf en met demiwater aangevuld tot 250, 00 m. L. Hiervan wordt 25, 00 m. L in een erlenmeyer gepipetteerd en met 0, 100 M natronloog getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is nodig 11, 35 m. L 0, 100 M natronloog Bereken: a) hoeveel gram azijn in 1, 0 L van de oplossing aanwezig was. b) De molariteit van de azijnzuur-oplossing mlavd@BCEC 69

Stap 1+2: Zuur base titratie Azijn base CH 3 COOH OHH 2 O Stap 3: CH 3 COOH + OH- CH 3 COO- + H 2 O Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11, 35 m. L 0, 100 M natronloog gebruikt. 11, 35*10 -3 * 0, 100 = 1, 135*10 -4 mol OHmlavd@BCEC 70

Zuur base titratie Azijn Stap 5: 1, 135*10 -4 mol OH 1, 135*10 -4 mol CH 3 COOH Stap 6: 100 m. L verdund tot 250 m. L 2, 5* 1, 135*10 -4 mol = 0, 00681 g CH 3 COOH/25 m. L 0, 2724 g CH 3 COOH/L (2, 5* verdund) a) 6, 81*10 -2 g CH 3 COOH/L b) 1, 13*10 -2 M CH 3 COOH mlavd@BCEC 71

Zuur base titratie Azijn c: Bereken de p. H van deze azijn-oplossing Kz = [H 3 O+]2/([Hac]0 – [H 3 O+]) 1, 8*10 -5 = [H 3 O+]2/(1, 13*10 -2 – [H 3 O+]) Y 1 = 1, 8*10 -5 +] = X = [H O 3 Y 2 = [x]2/(1, 13*10 -2 – x) 4, 42*10 -4 M p. H = 3, 55 mlavd@BCEC 72

Zuur base titratie: Azijn d: Bereken de p. H van deze oplossing in het equivalentiepunt Kb = [OH-]2/([Ac-]0 – [OH-]) 5, 56*10 -10 = [OH-]2/(1, 13*10 -2 – [OH-]) Y 1 = 5, 56*10 -10 -] = X = [OH Y 2 = [x]2/(1, 13*10 -2 – x) 2, 51*10 -6 M p. OH = 5, 6 p. H = 14 - 5, 6 = 8, 4 mlavd@BCEC 73

Zuur base titratie Ammoniak In een ammoniak-oplossing die door fabrikant X op de markt wordt gebracht moet ca 5% NH 3 aanwezig zijn. Een consumentenbond vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een monster van 25, 00 m. L genomen en met demiwater aangevuld tot 100, 00 m. L. Van dit monster wordt 10 m. L genomen en getitreerd met 0, 100 M HCl. De p. H wordt gemeten waarvan een titratiecurve gemaakt wordt. Tot aan het equivalentiepunt is 12, 5 m. L 0, 100 M HCl nodig 1. Wat is het ammoniakgehalte in de oplossing van fabrikant X 2. Leg uit welke indicator geschikt is voor deze titratie mlavd@BCEC 74

Zuur base titratie Ammoniak 25, 00 m. L 100, 00 m. L (4* verdund) 10 m. L x mol 0, 1 x mol y. M 0, 25 Y M 0, 25 Y M Tot aan het equivalentiepunt is 12, 5 m. L 0, 100 M HCl nodig NH 3 + H 3 O+ NH 4+ + H 2 O 12, 5*10 -3 L * 0, 100 M = 12, 5*10 -4 H 3 O+ = 12, 5*10 -4 mol NH 3 Dit zit in 10 m. L 12, 5*10 -2 M NH 3 (4* verdund) Oorspronkelijk 6, 00*10 -1 M NH 3 Indicator: zwakke base + sterk zuur p. Heq. punt < 7 methyloranje mlavd@BCEC 75

Zuur base titratie: (COOH)2 In een oxaalzuur-oplossing die door fabrikant Y op de markt wordt gebracht moet ca 5% oxaalzuur aanwezig zijn. Een consumentenbond vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een monster van 5, 00 m. L genomen en met demiwater aangevuld tot 100, 00 m. L. Van dit monster wordt 20 m. L genomen en getitreerd met 0, 105 M Na. OH. De p. H wordt continu gemeten waarvan een titratiecurve gemaakt wordt. Tot aan het equivalentiepunt is 12, 5 m. L 0, 105 M Na. OH nodig 1. Welke indicator is geschikt voor deze titratie ? 2. Wat is [(COOH)2] in de oplossing van fabrikant Y. 3. Voldoet de oplossing aan de gestelde eis van 5 m% ? mlavd@BCEC 76

Zuur base titratie: (COOH)2 1. Welke indicator is geschikt voor deze titratie ? Tweewaardig zuur 2 eq. pntn mogelijk Eq. pnt 1: (COOH)2 + OH- HOOCCOO- + H 2 O Kz (COOH)2 = 5, 0*10 -2 en Kz (HOOCCOO-) = 6, 5*10 -5 Omslag tussen 1, 5 en 4 dimethylgeel Eq. pnt 2: HOOCCOO- + OH- (COO-)2 + H 2 O Eq. pnt ongeveer 8 - 9 indicator FFT of BTB mlavd@BCEC 77

Zuur base titratie: (COOH)2 + 2 OH- (COO-)2 + 2 H 2 O Monster 100, 00 m. L 20 m. L 5, 00 m. L x mol x/5 mol Y mol/L Y/20 mol/L 12, 5*10 -3 * 0, 105 = 1, 31*10 -3 mol Na. OH = 2, 62*10 -3 mol (COOH)2 in 20 m. L 0, 13125 M (20 x verdund) onverdund = 2, 6 M (COOH)2 = 236, 25 g (COOH)2/L = 2, 36*102 % >> 5% voldoet niet mlavd@BCEC 78

Zuur base titratie: CH 3 COOH Bepalen equivalentiepunt: Officieel moet je 2 raaklijnen tekenen op de plek waar de verandering van richtingscoëfficiënt het grootst is. Vervolgens een loodlijn trekken en op de plek waar de titratiecurve de loodlijn in 2 exact gelijke delen verdeelt vind je dan het gezochte equivalentiepunt. mlavd@BCEC 79

Zuur base titratie: CH 3 COOH Bepalen equivalentiepunt: In de praktijk neem je het punt halverwege het steile gedeelte van de titratiecurve en kijk je bij hoeveel m. L dit in de curve is. mlavd@BCEC 80

Zuur base titratie: (COOH)2 Uit de curve blijkt dat de p. H van het eq. pnt ca. 7 -8 zal zijn geschikt zijn: fenolftaleïne of methylblauw. mlavd@BCEC 81

Zuur base titratie: CH 3 COOH Titratie gegevens: Er is uit een literfles een monster genomen van 25, 00 m. L en dit is in een 250 m. L maatkolf gepipetteerd en aangevuld tot 250, 00 m. L met demiwater. Vervolgens is hieruit 10 m. L gepipetteerd in een erlenmeyer en is getitreerd met 0, 05 M natronloog. De verkregen titratiecurve is hiernaast afgebeeld. mlavd@BCEC 82

Zuur base titratie: CH 3 COOH Bepaal: 1) Hoeveel g/L is opgelost 2) [CH 3 COOH] 25, 00 m. L monster 250 m. L maatkolf 10 m. L getitreerd met 0, 05 M OH x mol monster x mol maatkolf 0, 04 x mol getitreerd met 0, 05 M OH Y M monster 0, 1 Y mol maatkolf 0, 10 Y M getitreerd met 0, 05 M OH- 1) Hoeveel g/L is opgelost x mol monster x mol maatkolf 0, 04 x mol getitreerd met 0, 05 M OHtitratie: 30*10 -3 L * 0, 05 M = 1, 5*10 -3 mol OH- = 1, 5*10 -3 mol CH 3 COOH In monster zat: 25*1, 5*10 -3 = 3, 75*10 -2 mol CH 3 COOH = 2, 25 g CH 3 COOH In 1 L zat: 2, 25 g/0, 025 L= 90 g CH 3 COOH/L mlavd@BCEC 83

Zuur base titratie: CH 3 COOH 25, 00 m. L monster 250 m. L maatkolf 10 m. L getitreerd met 0, 05 M OH x mol monster x mol maatkolf 0, 04 mol getitreerd met 0, 05 M OH Y M monster 0, 1 Y mol maatkolf 0, 10 Y M getitreerd met 0, 05 M OH- 2) [CH 3 COOH] Y M monster 0, 1 Y mol maatkolf 0, 10 Y M getitreerd met 0, 05 M OH 1, 5*10 -3 mol CH 3 COOH in 10 m. L 0, 15 M CH 3 COOH (verdund) 0, 15 M *10 = 1, 5 M CH 3 COOH (onverdund in monster) mlavd@BCEC 84

Zuur base titratie: H 3 PO 4 1. Welke indicator (en) is (zijn) geschikt voor deze titratie p. H eq. pnt 1 = 3, 5 dimethylgeel p. H eq. pnt 2 = 8 fenolftaleïen p. H eq. pnt 3 = 11, 6 Deze is slecht te zien valt af mlavd@BCEC 85

Zuur base titratie: H 3 PO 4 2. Wat is het [H 3 PO 4] in de oplossing van fabrikant X als voor de titratie gebruik is gemaakt van 25, 00 m. L monster. eq. pnt 1 OH- : H 3 PO 4 = 1: 1 0, 08 M OH- mlavd@BCEC eq. pnt 1 = 25, 5 m. L*0, 08 M 0, 002 mol OH- = 0, 002 mol H 3 PO 4/25 m. L 0, 082 M H 3 PO 4 86

Zuur base titratie: H 3 PO 4 2. Wat is het [H 3 PO 4] in de oplossing van fabrikant X als voor de titratie gebruik is gemaakt van 25, 00 m. L monster. Controle via eq. pnt 2: OH- : H 3 PO 4 = 2 : 1 0, 08 M OH- mlavd@BCEC eq. pnt 2 = 51, 0 m. L*0, 08 M 0, 004 mol OH- = 0, 002 mol H 2 PO 4 -/25 m. L 0, 082 M H 3 PO 4 87

Zuur base titratie: H 3 PO 4 3. Bepaal uit de titratiecurve de Kz van: H 3 PO 4, H 2 PO 4 en HPO 42½ eq. pnt 1: [H 3 PO 4] : [H 2 PO 4 -] = 1 : 1 én altijd de formule: Kz 1 = [H 3 O+]*[H 2 PO 4 -] /[H 3 PO 4] Kz 1 = [H 3 O+] p. Kz 1 = p. H ½ eq. pnt 2: [H 2 PO 4 -] : [HPO 42 -] = 1 : 1 én altijd de formule: Kz 2 = [H 3 O+]*[H 2 PO 42 -] /[H 2 PO 4 -] Kz 2 = [H 3 O+] p. Kz 2 = p. H mlavd@BCEC 88

Zuur base titratie: H 3 PO 4 4. Bepaal de Kz van H 3 PO 4 en H 2 PO 4½ eq. pnt 3 geldt: [HPO 42 -] : [PO 43 -] = 1 : 1 én altijd de formule: Kz 3= [H 3 O+]*[H 2 PO 4 -] /[H 3 PO 4] Kz 3 = [H 3 O+] p. Kz 3 = p. H mlavd@BCEC 89

Zuur base titratie: H 3 PO 4 p. Kz 1 = p. H = 1, 5 Kz H 3 PO 4 = 3, 16*10 -2 p. Kz 2 = p. H = 5 Kz H 2 PO 4 - = 10 -5 p. Kz 3 = p. H = 10, 2 Kz HPO 42 - = 6, 31*10 -11 mlavd@BCEC 90

Zuur base titratie: kaliloog 1. Welke indicator (en) is (zijn) geschikt voor deze titratie Sterk zuur met sterke base Eq. pnt = 7, 0 fenolftaleïen 0, 08 M H 3 O+ mlavd@BCEC 91

Zuur base titratie: kaliloog 2. Bereken hoeveel g/L KOH De oplossing van fabrikant X bevat als 25 m. L monster gebruikt is. Eq. pnt = 25, 5 m. L 0, 08 M 25, 5*10 -3 L*0, 08 M = 2, 04*10 -5 mol H 3 O+ = 2, 04*10 -5 mol OH- 0, 08 M H 3 O+ mlavd@BCEC 2, 04*10 -5 mol OH- in 25 m. L 8, 16*10 -2 M OH- 92

Zuur base titratie: Na 2 CO 3 1. Hoeveel g/L Na 2 CO 3 is aanwezig in de oplossing van fabrikant X CO 3 2 - + H 3 O+ HCO 3 - + H 2 O Eq. pnt 1 = 24, 0 m. L 0, 08 M 24, 0*10 -3 L*0, 05 M = 1, 20*10 -3 mol H 3 O+ 1, 20*10 -3 mol CO 32 -/25, 0 m. L 0, 05 M H 3 O+ 4, 8*10 -2 mol Na 2 CO 3/L 5, 09 g Na 2 CO 3/L mlavd@BCEC 93

Zuur base titratie: Na 2 CO 3 2. Bepaal uit de titratiecurve de Kb van: HCO 3 - en CO 32½ eq. pnt 1: Kb 1 = [OH-] p. Kb 1 = p. OH = 14 -p. H 14 – 8, 2 = p. OH = p. Kb 1 = 5, 8 Kb 1 = [OH-] = 10 -5, 8 = 1, 58*10 -6 0, 05 M H 3 O+ mlavd@BCEC 94

Zuur base titratie: Na 2 CO 3 ½ eq. pnt 2: Kb 2 = [OH-] p. Kb 2 = p. OH = 14 -p. H 14 – 4, 5 = p. OH = p. Kb 2 = 9, 5 Kb 2 = [OH-] = 10 -9, 5 = 3, 16*10 -10 0, 05 M H 3 O+ mlavd@BCEC 95

Zuur base titratie: Na 2 CO 3 3. Leid uit je berekeningen de Kz van H 2 CO 3 en HCO 3 - af Kb HCO 3 - x Kz H 2 CO 3 = Kb CO 32 - x Kz HCO 3 - = 10 -14 3, 16*10 -10 x Kz H 2 CO 3 = 10 -14 /3, 16*10 -10 = 3, 16*10 -5 Kz H 2 CO 3 = 3, 16*10 -5 Kb CO 32 - x Kz HCO 3 - = 10 -14 /1, 58*10 -6 = 6, 33*10 -9 Kz HCO 3 - = 6, 33*10 -9 mlavd@BCEC 96