[chemie] bufferoplossing

MarijnB

Er zijn mij een aantal onduidelijkheden rond de buffer werking.

Ten eerste: door aan een oplossing van azijnzuur, natriumcarbonaat toetevoegen onstaan een bufferoplossing.

HAc + H2O <--> H3O+ + Ac-

Deze bufferoplossing onstaat alleen als je natriumcarbonaat toevoegd aan de azijnzuuroplossing. Hierdoor zijn de concentraties van HAc en Ac- groter dan H3O+.

Nu mijn vraag, als je natriumcarbonaat(NaAc) toevoegd, gaat de reactie toch naar recht, waardoor de concentratie van Ac- weer verdwijnd?

Ten tweede: Waarom is de concentratieverhouding (tussen HAc en Ac-) van invloed op het bufferd vermogen?

Hopenlijk kunnen jullie de vragen beantwoorden.

ToonB

MarijnB schreef:Ten eerste: door aan een oplossing van azijnzuur, natriumcarbonaat toetevoegen onstaan een bufferoplossing.

HAc + H2O <--> H3O+ + Ac-

Deze bufferoplossing onstaat alleen als je natriumcarbonaat toevoegd aan de azijnzuuroplossing. Hierdoor zijn de concentraties van HAc en Ac- groter dan H3O+.

Aangezien azijnzuur (HAc) een zwak zuur is, zal je zelfs met enkel en alleen HAc in water al een buffer krijgen.

Je krijgt immers een zuur (HAc) en zijn geconjugeerde base (Ac^-) samen in een oplossing, zonder dat de reactie afloopt.

Lijkt me toch een buffer.

Nu mijn vraag, als je natriumcarbonaat(NaAc) toevoegd, gaat de reactie toch naar recht, waardoor de concentratie van Ac- weer verdwijnd?

Natriumcarbonaat is Na₂CO₃ welteverstaan.

NaAc is natriumacetaat.

Laten we eens kijken naar de ionisatie in waterig midden.

\(\mbox{HAc} \leftrightarrow \mbox{H^+} + \mbox{Ac^-}\)

\(\mbox{Na_2CO_3} \rightarrow \mbox{2Na^+} + \mbox{CO_3^{2+}}\)

(op voorwaarde dat je milieu zuur is)

\(\mbox{CO_3^{2+}} + \mbox{H^+} \leftrightarrow \mbox{HCO^3-}}\)

Je natriumcarbonaat zal dus als base fungeren, en proberen om waterstofionen op te nemen middels zijn carbonaat-ion.

Als het aantal protonen (H⁺) zakt, zal het evenwicht dus inderdaad naar rechts verschuiven.

Maar als je naar rechts gaat, dan ga je net méér HAc splitsen in ionen, en dus zal je Ac^- concentratie net stijgen.

Aangezien alleen je protonen deelnemen aan een reactie, zal 'ongeacht wat er hier gebeurt', de concentratie Ac^- alleen maar afhangen van de concentratie aan HAc, aangezien deze 2 samen een geheel vormen.

zie het als volgt:

-Je krijgt de opdracht: zorg dat er ten alle tijden 10 blauwe knikkers in de doos zitten.

En de enige manier om een blauwe knikker in de doos te krijgen, is om een blauwe en een rode er samen in te doen

is een beetje als: Zorg dat je aantal H⁺ ten alle tijden gelijk (probeert) te blijven

De enige manier om H⁺ te krijgen, is om zowel een H⁺ als een Ac^- in je oplossing te doen.

-Nu is er een saboteur in het spel, die blauwe knikkers uit de doos neemt

Je carbonaten gaan H⁺ opnemen

-De enige manier om terug blauwe knikkers in de doos te doen, is zowel een rode als een blauwe in de doos doen. Het aantal rode knikkers stijgt dus, terwijl de blauwe dalen

Je concentratie aan Ac^- stijgt dus, terwijl die van H⁺ daalt.

Ten tweede: Waarom is de concentratieverhouding (tussen HAc en Ac-) van invloed op het bufferd vermogen?

Kan je eens zeggen wat je zuurconstante uitdrukt?

MarijnB

ToonB schreef:Aangezien azijnzuur (HAc) een zwak zuur is, zal je zelfs met enkel en alleen HAc in water al een buffer krijgen.

Je krijgt immers een zuur (HAc) en zijn geconjugeerde base (Ac^-) samen in een oplossing, zonder dat de reactie afloopt.

Lijkt me toch een buffer.

Mijn leraar zei het volgende: "enkel en alleen een azijnzuur oplossing is geen buffer, want de concentratie verschillen tussen HAc en Ac- is te groot"

De reactie: HAc + H2O <--> H3O+ + Ac-

Omdat HAc een zwak zuur is zal er weinig Ac- in de oplossing zitten. Waardoor het bufferd vermogen word beperkt. Daarom word er NaAc toegevoegd om de concentratie van Ac- te verhogen, daarmee ook het bufferd vermogen.

Maar doordat Ac, de geconjugeerde base, gaat de reactie tijdelijk naar links tot dat het evenwicht weer gelijk is. Tot de evenwichtconstante berijkt is.

Wat ik eigenlijk dus niet helemaal doorzie is het volgende. Door de concentratie van Ac- te verhogen, gaat het evenwicht naar links tot het de evenwichtsconstante heeft berijkt, maar de verhoudingen tussen (alle 4) de stoffen is toch nog het zelfde als voor het toevoegen van Ac-

ToonB

Omdat HAc een zwak zuur is zal er weinig Ac- in de oplossing zitten. Waardoor het bufferd vermogen word beperkt. Daarom word er NaAc toegevoegd om de concentratie van Ac- te verhogen, daarmee ook het bufferd vermogen.

Het is inderdaad zeer beperkt, maar wel degelijk een buffer.

Slechts minieme concentraties base of zure zullen de buffer al verbreken, maar toch is het een 'klein' buffertje.

Het is als zeggen: Een regenton van papier zal uiteenvallen als het hard regent, dus is het geen regenton.

Maar het is er gewoon wel eentje. Gewoon geen stevige.

Daarnaast nog even opmerken:

Zeggen: HA is een zwak zuur, dus er zal weinig A zijn is niet altijd juist.

Een sterk zuur zal volledig splitsen, maar een zuur dat voor bv 70% splitst in water, is geen sterk zuur, maar geeft toch een substantiële hoeveelheid aan ionen.

Door de concentratie van Ac- te verhogen, gaat het evenwicht naar links tot het de evenwichtsconstante heeft berijkt, maar de verhoudingen tussen (alle 4) de stoffen is toch nog het zelfde als voor het toevoegen van Ac-

Dat kan op zich al niet.

Als ik een bepaalde hoeveelheid HAc in water oplos. En daarna doe ik enkel en alleen het Ac^- er nog bij, in de vorm van natriumacetaat, dan kan de verhouding toch niet dezelfde zijn voor alle stoffen als het origineel.

Het is wel zo dat de pH terug zal vallen naar een evenwichtswaarde (dus de concentratie aan H⁺)

Zie het als fruitmanden. Ik zeg tegen je: doe in iedere mand 1 peer en 1 appel, en ik geef je 20 stuks van elk.

Daarna kieper ik nog een lading appelen op tafel. Dan kan je toch nooit meer die 1-1 verhouding hebben.

Wat wel kan is, dat je op een of andere manier probeert een ander evenwicht in te stellen. Dat is nu net wat die buffer doet.

Daardoor blijft de pH in de buffer vrij constant, zolang er niet teveel wordt toegevoegd.

MarijnB

Het is wel zo dat de pH terug zal vallen naar een evenwichtswaarde (dus de concentratie aan H⁺)

Ik begin het door te krijgen, bedankt!

Samengevat:

Als dus de concentratie van Ac- (middels NaAc) toeneemt, zal H+ reageren met Ac- en dus afnemen, het evenwicht gaat tijdelijk naar links en HAc neemt toe. Dit klopt toch?

De waarde veranderen dus allemaal en gaat weer naar het evenwicht toe.

Het voordeel van het toevoegen van NaAc berust dus op het feit dat je de concentraties van HAc en Ac veel groter is dan H+, waardoor je dus een buffer hebt, toch?

Stel:

A + B <--> C + D

Als D aan de oplossing word toegevoegd, betekend het dus dat er meer A + B word gevormd. Maar de concentratie verhoudingen, voor het toevoegen van D, zijn tussen C en D veranderd, toch? Er is nu meer D dan C, toch?

ToonB

Inderdaad, en je beantwoord meteen je 2e vraag van je oorspronkelijke post.

Zo komen die concentraties er dus bij kijken.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[chemie] bufferoplossing

[chemie] bufferoplossing

Re: [chemie] bufferoplossing

Re: [chemie] bufferoplossing

Re: [chemie] bufferoplossing

Re: [chemie] bufferoplossing

Re: [chemie] bufferoplossing