[scheikunde] Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Janine230788

Hallo allemaal,

Ik ben momenteel bezig met een thuisstudie scheikunde en ik kom er even niet uit. Hieronder de vragen die ik moet beantwoorden en de antwoorden die ik momenteel heb.

Wie kan mij verder helpen en uitleg geven?

Alvast heel erg bedankt!

1. Zwavelzuur wordt meestal als een sterk zuur opgevat, waarbij men de ionisatie in water als volgt weergeeft:

H₂SO₄(l) ---> 2 H+(aq) + SO₄2-(aq)

Deze ionisatie verloopt echter in twee stappen: de eerste stap is aflopend, bij de tweede stap stelt zich een evenwicht in.

a. Geef de reactievergelijkingen van beide stappen van H₂SO₄ in water.

H₂SO₄(aq) ---> H+(aq) + HSO₄-(aq)

HSO₄-(aq) ↔ H+(aq) + SO₄2-(aq)

Is dit goed?

Voegt men aan een NaHSO₄-oplossing die in een bekerglas zit, een bariumchlorideoplossing toe, dan wordt de pH van de vloeistof in het bekerglas kleiner.

b. Leg uit dat de pH kleiner wordt door het toevoegen van de BaCl₂-oplossing. De toename van het volume mag u in dit geval verwaarlozen.

Natriumwaterstofsulfaatoplossing, NaHSO₄-oplossing, is een tamelijk sterk zuur. De chloride-ionen in de bariumchlorideoplossing zijn een zwakke base en die zullen reageren met de sulfaationen van het natriumwaterstofsulfaat. Daardoor komen er meer H+(aq)- ionen in de oplossing en zal de pH kleiner worden.

2. Beredeneer of men de reactie van calciumhydride met water kan opvatten als een zuur-base reactie.

CaH₂+ 2 H₂O ---> Ca²⁺ + 2 OH^- + 2 H₂

In de bovenstaande reactievergelijking is H₂ het zuur en H₂O een base. Ik kan helaas nergens een voorbeeld reactievergelijking vinden waar H2O ook als base wordt gebruikt en daardoor zegt mij gevoel dat het geen zuur-basereactie is, maar dat kan ik niet goed uitleggen.

Marko

Janine230788 schreef: ↑do 25 jul 2013, 13:54
a. Geef de reactievergelijkingen van beide stappen van H₂SO₄ in water.

Is dit goed?

Helemaal goed!

Voegt men aan een NaHSO₄-oplossing die in een bekerglas zit, een bariumchlorideoplossing toe, dan wordt de pH van de vloeistof in het bekerglas kleiner.

b. Leg uit dat de pH kleiner wordt door het toevoegen van de BaCl₂-oplossing. De toename van het volume mag u in dit geval verwaarlozen.

Natriumwaterstofsulfaatoplossing, NaHSO₄-oplossing, is een tamelijk sterk zuur. De chloride-ionen in de bariumchlorideoplossing zijn een zwakke base en die zullen reageren met de sulfaationen van het natriumwaterstofsulfaat. Daardoor komen er meer H+(aq)- ionen in de oplossing en zal de pH kleiner worden.

Wat is dan de reactievergelijking die hoort bij de uitleg die je hierboven geeft en hoe blijkt daaruit dat er H⁺ vrijkomt?

2. Beredeneer of men de reactie van calciumhydride met water kan opvatten als een zuur-base reactie.

CaH₂+ 2 H₂O ---> Ca²⁺ + 2 OH^- + 2 H₂

In de bovenstaande reactievergelijking is H₂ het zuur en H₂O een base. Ik kan helaas nergens een voorbeeld reactievergelijking vinden waar H2O ook als base wordt gebruikt en daardoor zegt mij gevoel dat het geen zuur-basereactie is, maar dat kan ik niet goed uitleggen.

Met deze uitleg ga je op een paar plaatsen de mist in. Waarom is H₂O een base? Waar blijkt dat dan uit? Aan de rechterkant van de pijl zie ik OH^- staan, dat is een bekende base, maar die heb je nog niet genoemd. Bij welk zuur hoort OH^- als base?

Als H₂ een zuur is, welke base hoort er dan bij?

Margriet

1a. Is Ok.

1b.

.. De chloride-ionen in de bariumchlorideoplossing zijn een zwakke base en ....

Dat is niet juist. HCl is een sterk zuur en de geconjugeerde base Cl^- is geen base of anders gezegd een base met sterkte nul en kan in water geen H⁺ opnemen.

Om dit op te lossen moet je kijken naar het slecht oplosbaar zijn van bepaalde zouten in water.

Bij 2.

CaH₂+ 2 H₂O ---> Ca²⁺ + 2 OH^- + 2 H₂

In de bovenstaande reactievergelijking is H₂ het zuur en H₂O een base.

. Dat is niet juist.

Wat is volgens jou de definitie van een zuur en van een base?

Wat is de oxidatietoestand van Ca en van H en de verbinding CaH₂?

Ik zie nu dat Marko al gereageerd heeft.

Janine230788

Marko schreef: ↑do 25 jul 2013, 14:32
Wat is dan de reactievergelijking die hoort bij de uitleg die je hierboven geeft en hoe blijkt daaruit dat er H⁺ vrijkomt?

NaHSO₄ + BaCl₂ ---> Na+ + SO₄+ Ba+ + HCl₂

Margriet schreef: ↑do 25 jul 2013, 14:35
1b. Dat is niet juist. HCl is een sterk zuur en de geconjugeerde base Cl^- is geen base of anders gezegd een base met sterkte nul en kan in water geen H⁺ opnemen. [/size]

Om dit op te lossen moet je kijken naar het slecht oplosbaar zijn van bepaalde zouten in water.

Bariumsulfaat is slecht oplosbaar in water en zal voor een neerslagreactie zorgen.

Hoe nu verder?

Janine230788

Marko schreef: ↑do 25 jul 2013, 14:32
Met deze uitleg ga je op een paar plaatsen de mist in. Waarom is H₂O een base? Waar blijkt dat dan uit? Aan de rechterkant van de pijl zie ik OH^- staan, dat is een bekende base, maar die heb je nog niet genoemd. Bij welk zuur hoort OH^- als base?

Als H₂ een zuur is, welke base hoort er dan bij?

In binas tabel 49 staat H₂O zowel bij zuur als bij base. OH^- als base is een zuur-basekoppel met het zuur O^2-.

Margriet schreef: ↑do 25 jul 2013, 14:35
Bij 2. . Dat is niet juist.

Wat is volgens jou de definitie van een zuur en van een base?

Wat is de oxidatietoestand van Ca en van H en de verbinding CaH₂?

Een zuur is een deeltje (molecuul of ion) dat een H⁺-ion kan afstaan.

Een base is een deeltje (molecuul of ion) dat een H⁺-ion kan opnemen.

Ca²⁺H⁺ CaH_{2 ⁴⁺?}

Marko

Janine230788 schreef: ↑do 25 jul 2013, 14:51
NaHSO₄ + BaCl₂ ---> Na+ + SO₄+ Ba+ + HCl₂

Gebruik a.u.b. superscript voor de ladingen...

Hoe dan ook, de ionlading die bij barium hoort is ²⁺. En: In je reactie zie ik nog steeds niet dat er H⁺ vrijkomt? Gelukkig sla je verderop wel de goede weg in:

Bariumsulfaat is slecht oplosbaar in water en zal voor een neerslagreactie zorgen.

Wat is die neerslagreactie? Welk effect heeft dat neerslaan op de concentraties van de deeltjes die je in oplossing hebt?

Janine230788 schreef: ↑do 25 jul 2013, 15:02
In binas tabel 49 staat H₂O zowel bij zuur als bij base. OH^- als base is een zuur-basekoppel met het zuur O^2-.

Eh, dat is in tegenspraak met wat je verderop typt. Een zuur is een deeltje dat een H⁺ kan afstaan. O^2- kan dus nooit een zuur zijn. Dus nogmaals, welk zuur hoort er bij de base OH^-?

En als H₂ een zuur is, welke base hoort dan bij dat zuur?

Ca²⁺H⁺ CaH_{2 ⁴⁺?}

De formule die er staat luidt CaH₂. Daar staan geen ladingen genoemd, dus het is zeker geen CaH₂⁴⁺ maar gewoon CaH₂

Als je weet dat Ca de lading 2+ moet hebben, wat moet dan de lading van de H'tjes zijn? Kan dat? Of anders gezegd, zie je zoiets misschien ergens in een tabel staan?

Janine230788

Marko schreef: ↑do 25 jul 2013, 15:11
Wat is die neerslagreactie? Welk effect heeft dat neerslaan op de concentraties van de deeltjes die je in oplossing hebt?

Er vindt een neerslagreactie plaats van de bariumionen met de sulfaationen. Dat betekent dat de oplossing nog bestaat uit natrium, waterstof en chloride. Het waterstof en het chloride reageren met elkaar tot HCl wat een sterker zuur is dan HSO₄^- en daardoor wordt de pH kleiner?????

Janine230788

Marko schreef: ↑do 25 jul 2013, 15:11
Eh, dat is in tegenspraak met wat je verderop typt. Een zuur is een deeltje dat een H⁺ kan afstaan. O^2- kan dus nooit een zuur zijn. Dus nogmaals, welk zuur hoort er bij de base OH^-?

En als H₂ een zuur is, welke base hoort dan bij dat zuur?

Het zuur H₂O hoort bij de base OH^-.

Het zuur H₂ hoort bij de base H^-.

Marko schreef: ↑do 25 jul 2013, 15:11
De formule die er staat luidt CaH₂. Daar staan geen ladingen genoemd, dus het is zeker geen CaH₂⁴⁺ maar gewoon CaH₂

Als je weet dat Ca de lading 2+ moet hebben, wat moet dan de lading van de H'tjes zijn? Kan dat? Of anders gezegd, zie je zoiets misschien ergens in een tabel staan?

CaH₂+ 2 H₂O ---> Ca²⁺ + 2 OH^- + 2 H₂

Dan moet de lading van de H ^- zijn.

Fuzzwood

Janine230788 schreef: ↑do 25 jul 2013, 15:24
Er vindt een neerslagreactie plaats van de bariumionen met de sulfaationen. Dat betekent dat de oplossing nog bestaat uit natrium, waterstof en chloride. Het waterstof en het chloride reageren met elkaar tot HCl wat een sterker zuur is dan HSO₄^- en daardoor wordt de pH kleiner?????

Zet dat nu eens in een reactievgl!

Hoe zie jij die voorgestelde reactie verder voor je?

Janine230788

Fuzzwood schreef: ↑do 25 jul 2013, 17:50
Zet dat nu eens in een reactievgl! Hoe zie jij die voorgestelde reactie verder voor je?

Ba²⁺(aq) + SO_4^2-(aq) ---> BaSO₄(aq)

Na⁺(aq) + H⁺(aq) + 2 Cl^-(aq) ---> NaHCl₂(aq) of Na⁺(aq) + HCl₂(aq)

Marko

Kijk er nog eens goed naar, want dit kan niet juist zijn. Ten eerste bestaat NaHCl₂ niet, en HCl₂^- ook niet.

Ten tweede, je hebt nu een reactie waarin H⁺ wegreageert. De concentratie H⁺ wordt daardoor dus lager. Dan kan de pH nooit dalen.

Waar het echter vooral fout gaat is het volgende:

a. Je doet net alsof door de neerslagreactie alle ionen verdwijnen uit de oplossing. Dat is niet zo, een groot (of klein) deel zal verdwijnen, maar er zal altijd een deel achterblijven. Wat wel zo is, is dat door die neerslagreactie bepaalde concentraties zullen dalen.

b. Kijk nog eens terug naar vraag 1 die je hier besprak, daar wordt gesteld dat de tweede stap een evenwicht is. Welke ionen zijn betrokken bij dat evenwicht? Als je nu een van die ionen weghaalt, wat zal er dan moeten gebeuren om het evenwicht te herstellen?

Janine230788

Marko schreef: ↑vr 26 jul 2013, 10:30
a. Je doet net alsof door de neerslagreactie alle ionen verdwijnen uit de oplossing. Dat is niet zo, een groot (of klein) deel zal verdwijnen, maar er zal altijd een deel achterblijven. Wat wel zo is, is dat door die neerslagreactie bepaalde concentraties zullen dalen.

Doordat Bariumionen reageren met Sulfaationen zal de concentratie van deze stoffen dalen.

Marko schreef: ↑vr 26 jul 2013, 10:30
b. Kijk nog eens terug naar vraag 1 die je hier besprak, daar wordt gesteld dat de tweede stap een evenwicht is. Welke ionen zijn betrokken bij dat evenwicht? Als je nu een van die ionen weghaalt, wat zal er dan moeten gebeuren om het evenwicht te herstellen?

HSO₄-(aq) ↔ H+(aq) + SO₄2-(aq)

Bij het evenwicht zijn waterstofionen en sulfaationen betrokken. Een deel van de sulfaationen reageert met bariumionen en daardoor wordt de evenwichtsreactie verstoord. Het toevoegen van een oplossing met sulfaationen zou het evenwicht weer kunnen herstellen, maar in dit geval is er een oplossing van BaCl₂ toegevoegd.

Marko schreef: ↑vr 26 jul 2013, 10:30
Ten tweede, je hebt nu een reactie waarin H⁺ wegreageert. De concentratie H⁺ wordt daardoor dus lager. Dan kan de pH nooit dalen.

Dus in de reactie waar ik naar op zoek ben ontstaat H⁺. Wat inderdaad logisch is, want ik moet uitleggen dat de pH kleiner wordt.

Door de neerslagreactie verdwijnt een deel van de sulfaationen uit de oplossing en daardoor neemt de concentratie daarvan af. De evenwichtsreactie wordt daardoor een aflopende reactie, waardoor er meer H⁺ in de oplossing ontstaat. Daardoor wordt de pH kleiner.

Klopt dat?

Moet ik Na⁺ en Cl^- als tribune-ionen zien?

Marko

Janine230788 schreef: ↑vr 26 jul 2013, 11:10
HSO₄-(aq) ↔ H+(aq) + SO₄2-(aq)

Bij het evenwicht zijn waterstofionen en sulfaationen betrokken. Een deel van de sulfaationen reageert met bariumionen en daardoor wordt de evenwichtsreactie verstoord. Het toevoegen van een oplossing met sulfaationen zou het evenwicht weer kunnen herstellen, maar in dit geval is er een oplossing van BaCl₂ toegevoegd.

Het gaat er niet om hoe je dit zelf herstelt, maar hoe "het systeem" dat zal doen. Simpel gesteld: De ionen die in de oplossing zitten zullen zelf uit moeten zoeken hoe er weer evenwicht kan zijn.

Dus in de reactie waar ik naar op zoek ben ontstaat H⁺. Wat inderdaad logisch is, want ik moet uitleggen dat de pH kleiner wordt.

Inderdaad; probeer bij de volgende opgaven die je maakt bij je antwoorden te kijken of ze inderdaad aan dergelijke logica voldoen. Het is heel makkelijk om tussen allerlei ionen en stoffen die aanwezig zijn reacties te verzinnen, maar het is natuurlijk wel belangrijk dat het ook mogelijke reacties zijn, én ook dat water er in de opgave wordt beschreven ook uit die reacties voortvloeit.

Door de neerslagreactie verdwijnt een deel van de sulfaationen uit de oplossing en daardoor neemt de concentratie daarvan af. De evenwichtsreactie wordt daardoor een aflopende reactie, waardoor er meer H⁺ in de oplossing ontstaat. Daardoor wordt de pH kleiner.

Klopt dat?

Niet helemaal, de evenwichtsreactie blijft een evenwichtsreactie. Maar die evenwichtsreactie kan wel meer (of soms ook minder) gaan lijken op een aflopende reactie. En er moet een cruciaal punt bij in je redenering 9in cursief aangegeven)

Door de neerslagreactie verdwijnt een deel van de sulfaationen uit de oplossing en daardoor neemt de concentratie daarvan af. Daardoor zou er geen sprake meer zijn van evenwicht tussen SO₄^2- en HSO₄^-. Om dit evenwicht te herstellen zal een deel van de HSO₄^- ionen moeten worden omgezet in SO₄^2-.

De evenwichtsreactie wordt daardoor een aflopende reactie, waardoor er meer H⁺ in de oplossing ontstaat. Daardoor wordt de pH kleiner.

In nettere termen zegt men "door de neerslagreactie worden SO₄^2- ionen onttrokken aan het evenwicht. Dit leidt tot een verschuiving van het evenwicht naar de kant van de SO₄^2- ionen.

Moet ik Na⁺ en Cl^- als tribune-ionen zien?

Ja.

Janine230788

Super bedankt voor je hulp en uitleg. De theorie die ik heb gekregen is nogal beknopt.

Dan zit ik nog een klein beetje vast bij de volgende vraag:

Beredeneer of men de reactie van calciumhydride met water kan opvatten als een zuur-base reactie.

CaH₂+ 2 H₂O ---> Ca²⁺ + 2 OH^- + 2 H₂

Het zuur H₂ is een zuur-basepaar met de base H-.

Het zuur H₂O is een zuur-basepaar met de base OH-.

Zuur base reactie:

Als een base reageert met een zure oplossing, verdwijnen de H+-ionen, die de oplossing zuur maken. De zure oplossing wordt dan door de base ontzuurd. Bij de reactie van een zuur met een base ontstaat altijd een (oplossing van een) zout.

In mijn ogen reageren twee zure oplossingen tot twee basische oplossingen en ontstaat er geen (oplossing van een) zout, dus lijkt het me geen zuur base reactie.

Is mijn gedachte juist?

Fuzzwood

Wat is een base en zuur volgens de definitie van basen en zuren?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie

Re: Sterke zuren, pH en zuur-basereactie