Springen naar inhoud

[scheikunde] buffer zuur-base


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Tim B.

    Tim B.


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 november 2010 - 13:58

Ik kreeg de opdracht om buffers op te lossen maar bij eentje loop ik vast

we kregen deze als voorbeeld en de buffer moet dus opgelost worden op deze manier:
BIJVOORBEELD

azijnzuur: CH3COOH
natriumacetaat: CH3COONa

potje 1: CH3COOH CH3COO- NA+
potje 2: H+ Cl- CH3COOH CH3COO- NA+

in potje 2 -> hierin reageren H+ en CH3COO- vorming van extra CH3COOH
H+ v. HCl wordt dus gebonden (pH nagenoeg constant)

---------------------

potje 3: CH3COOG CH3COO- NA+
potje 4: NA+ OH- CH3COOH CH3COO-

in potje 4 -> hierin reageren OH- en de H van CH3COOH vorming van H2O


OPGAVE:
sterk zuur: HCl
sterke base: NAOH

en dan moeten we dit terug in potjes tekenen

potje 5:...
potje 6:...

Ik weet echt niet hoe te beginnen....

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

akimboy

    akimboy


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 november 2010 - 18:36

Een buffer of een zuurteregelaar is in de chemie een waterige oplossing van twee stoffen die zich in een bepaald evenwicht bevinden en een bepaalde pH aannemen. Bij verdunning, toevoegen van een zuur of een base zal deze pH nagenoeg constant blijven. De verstoring van het evenwicht en de zuurgraad wordt dus 'gebufferd'.

Bufferoplossingen bestaan steeds uit een zuur/basekoppel; ofwel een zuur en het zout van zijn geconjugeerde base, ofwel een base en het zout van zijn geconjugeerd zuur. Beide zijn steeds zwakke zuren of basen, ze zullen dus onvolledig reageren. De reactievergelijking tussen het zuur en de base kan worden gegeven als:

HZ_{aq} \overrightarrow{\leftarrow} Z^-_{(aq)} +H^+_{(aq)}

In welke mate deze reactie verloopt, wordt gegeven door de Kz-waarde of zuurconstante:

\mathrm{K_z = \frac{[H^+][Z^-]}{[HZ]}}

Inhoud
[verbergen]

* 1 Reacties
* 2 pH
o 2.1 Berekenen
* 3 Bufferwerking
o 3.1 Globaal
o 3.2 Iets netter
* 4 Illustratie
* 5 Voorbeelden van buffers
o 5.1 Meerwaardige buffers
o 5.2 Buffercapaciteit
* 6 Gebruik
o 6.1 Biochemie en Klinische chemie
o 6.2 Analytische chemie
* 7 Zie ook
* 8 Verwijzingen in de tekst

[bewerken] Reacties

De optredende reacties van respectievelijk het zuur en de base in water zijn:

1. HZ + H_2O \overrightarrow{\leftarrow} Z^- + H_3O^+
2. Z^- + H_2O \overrightarrow{\leftarrow} HZ + OH^-

Er bestaat ook een continu evenwicht tussen het aantal hydroxide- en hydroxonium-ionen in het water:

2H_2O \overrightarrow{\leftarrow} H_3O^+ + OH^-

[bewerken] pH

De pH van een buffermengsel kan berekend worden met behulp van de vergelijking van Henderson-Hasselbalch:

pH=pK_a+^{10}log\frac{[A^-]}{[HA]}

deze vergelijking wordt ook wel op de volgende wijze geschreven:

pH=pK_a-^{10}log\frac{[HA]}{[A^-]}


[bewerken] Berekenen

Om met behulp van bovenstaande formules de pH van een buffer te berekenen worden de volgende aannames gedaan:

* De hoeveelheid zuur die in de oplossing gebracht is, is nog als zuur aanwezig. De concentratie [HA] kan hier direct uit worden berekend.
* De hoeveelheid geconjugeerde base die in de oplossing gebracht is, is nog steeds als zodanig aanwezig. De concentratie [A - ] kan hier direct uit worden berekend.
* Invullen van de betreffende concentraties in bovenstaande formules, in combinatie met de pKa, levert de pH van de gezochte buffers.
* Formeel kan gesteld worden dat voor een buffer waarvoor een pH berekend wordt die lager is dan 7, blijkbaar de hoeveelheid HA kleiner moet zijn (een deel is gesplitst om de H+ te leveren), en de hoeveelheid A - net zoveel groter, in de praktijk gaat dit om dusdanig kleine hoeveelheden dat het effect verwaarloosbaar is[1]

[bewerken] Bufferwerking
[bewerken] Globaal

De werking van een bufferoplossing steunt op het principe van Le Ch√Ętelier-Van 't Hoff, nl. een verstoring van de evenwichtsreactie zal steeds worden tegengewerkt, door een tijdelijke verschuiving in de reactie. Toegevoegde zuren ( H3O+ ) of basen ( OH- ) zullen dus worden geneutraliseerd.

* Bij toevoeging van een zuur:
Het toegevoegde zuur protolyseert in water en vormt H3O+-ionen. Deze verhoging van de hoeveelheid H3O+ zal dus worden tegengewerkt. Hierbij verschuift de eerste reactie(↑) naar links. De hoeveelheid H3O+-ionen vermindert dus weer.
In de tweede reactie(↑) zal de toegevoegde H3O+ samen met de OH- reageren (OH^- + H_3O^+ \rightarrow 2H_2O ), deze OH- zal dus gedeeltelijk uit de reactie verdwijnen. Deze daling van het aantal OH--ionen zal ook weer worden tegengewerkt; het evenwicht van de tweede reactie zal naar rechts verschuiven.

Besluit: de toegevoegde H3O+ is geneutraliseerd en de pH zal constant blijven.

* Bij toevoeging van een base:
De toegevoegde base vormt in water extra OH--ionen. Deze toegevoegde OH- zal in de eerste reactie samen met de H3O+ wegreageren (H_3O^+ + OH^-\rightarrow 2H_2O ), de H3O+ zal dus gedeeltelijk uit de reactie verdwijnen. Deze vermindering zal worden opgevangen door het verschuiven van het eerste evenwicht naar rechts. H3O+-ionen worden dus bijgevormd.
De verhoging van het aantal OH--ionen zal in de tweede reactie worden tegengewerkt door het verschuiven van het evenwicht naar links.

Besluit: de toegevoegde OH- is geneutraliseerd en de pH zal constant blijven.
[bewerken] Iets netter

We kunnen ook gebruikmaken van de formule die bij pH genoemd wordt. Als we aannemen dat alle toegevoegde zuur[2], stel x, reageert met het aanwezige A - dan zal de hoeveelheid daarvan dus afnemen met x, maar de hoeveelheid HA zal toenemen:

pH_{nieuw}=pK_a+^{10}log\frac{[A^-]-x}{[HA]+x}

Zolang x niet meer dan ongeveer 4% van [A - ] en [HA] bedraagt zal de uitkomst van deze som niet veel veranderen. Het belang van de Buffercapaciteit wordt hiermee wel onderstreept: bij een te lage buffercapaciteit zal wel verandering van de pH optreden onder invloed van zuur of base.
[bewerken] Illustratie

We nemen het bufferpaar \mathrm{NaCH_3COO/CH_3COOH:\,}

Het natriumacetaat(zout) dissociŽert volledig in water

\mathrm{NaCH_3COO_{(s)} \to CH_3COO^-_{(aq)} + Na^+_{(aq)}}

Wordt een zuur toegevoegd, dan zal het proton reageren met de geconjugeerde base in het buffer:

\mathrm{CH_3COO^-_{(aq)} + H^+ \to CH_3COOH_{(aq)}}

Het omgekeerde gebeurt als een base wordt toegevoegd, de OH- reageert met het zwakke zuur:

\mathrm{CH_3COOH_{(aq)} + OH^- \to CH_3COO^-_{(aq)} + H_2O}

[bewerken] Voorbeelden van buffers

#3

akimboy

    akimboy


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 november 2010 - 17:26

ik hoop dat je er wat aan had :)





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures