[scheikunde] Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

n119

Ik heb volgende week een schoolexamen over zuren en basen. Nu heb ik twee dingen die ik daarover niet snap.

1.

We moesten rekenen aan een titratie van CO3^2- met H3O+ . Er was 0,033 mol CO3^2- en de vraag was hoeveel H3O+ je moest toevoegen om het omslagpunt te bereiken.

De reacties zijn volgens mij als volgt:

CO3^2- + H3O+. > HCO3- + H2O

HCO3- + H3O+ > H2CO3 +H2O > 2 H2O + CO2

De leraar zei dat er twee keer zoveel zuur nodig was als CO3^2-. Hier leid ik uit af dat het zuur aflopend met de base reageert in beide reacties.

Maar nu moesten we bij een andere vraag gebruiken dat de reactie tussen HCO3- en H3O+ een evenwicht was. we moesten de PH berekenen na het titreren. En dan gebruikte je dat het ontstane H2CO3 met water terugreageerde tot HCO3- en H3O+ in een evenwichtsreactie. (Met de Kz kan je dan de hoeveelheid H3O+ berekenen. ) Dus eerst gebruikte je dat deze reactie aflopend was, maar later zag je het als een evenwichtsreactie? Hoe kan dat? Of heb ik iets verkeerd begrepen?

2. Mijn tweede vraag gaat ook over een opdracht die we moesten maken. Het gaat over dit buffermengsel:

CH3COOH + H2O <> CH3COO- + H3O+

We moesten de PH berekenen. Er was 0,8 mol/l azijnzuur en 0,2 mol/l acetaat in 1 liter. Er werd extra 0,05 mol H3O+ toegevoegd. De leraar zei dat er hierdoor 0,05 mol acetaat reageerde tot azijnzuur. Dus dat er 0,85 mol azijnzuur was en 0,15 mol acetaat. Maar als je iets toevoegt in een evenwicht, reageert toch maar de helft weg en niet alles? Anders is het niet in balans.

Ik hoop dat jullie me kunnen helpen want ik kom er echt niet uit.

Met vriendelijke groet,

N.

gravimetrus

Als het om een titratie gaat moet je even bedenken dat in het ep alle carbonaat met (equivalente hoeveelheid) zuur is omgezet naar H₂CO₃

Er is in het ep dus enkel H₂CO₃ en water aanwezig (even afgezien van het tegen ion van je titrant)

Dan hebben we dus nog te maken met het volgende evenwicht dat zich instelt:
H₂CO₃ + H₂O --> HCO₃^- + H₃O⁺

Je weet (berekend) de concentratie H₂CO₃ dan kan je vervolgens de pH berekenen.
(omdat er bij dit evenwicht H₃O⁺ wordt gevormd zal de pH in het ep < 7 zijn)

Bij de buffer:

Wat gebeurt er bij toevoeging van een base of zuur aan je bufferoplossing?
Bereken nieuwe concentraties, stop die in de buffervergelijking (Henderson Hasselbalg) en bereken de pH

n119

Bedankt voor uw reactie, ik heb nog wel een paar vragen.

gravimetrus schreef: Als het om een titratie gaat moet je even bedenken dat in het ep alle carbonaat met (equivalente hoeveelheid) zuur is omgezet naar H₂CO₃

Er is in het ep dus enkel H₂CO₃ en water aanwezig (even afgezien van het tegen ion van je titrant)

Dan hebben we dus nog te maken met het volgende evenwicht dat zich instelt:
H₂CO₃ + H₂O --> HCO₃^- + H₃O⁺

Dus als ik het goed begrijp reageert EERST het carbonaat aflopend met het H3O+ en DAARNA stelt zich het evenwicht H₂CO₃ + H₂O --> HCO₃^- + H₃O⁺
in?

Bij de buffer:

Wat gebeurt er bij toevoeging van een base of zuur aan je bufferoplossing?
Bereken nieuwe concentraties, stop die in de buffervergelijking (Henderson Hasselbalg) en bereken de pH

Hoe bereken je dan de nieuwe concentraties zuur en base? Volgens mijn leraar reageert al het toegevoegde H3O+ weg, waarom is dit?

gravimetrus

Voor het rekenwerk kan je bij deze "vereenvoudiging" van de werkelijkheid genoemde volgorde aanhouden.

Bij de buffer heb je bekende concentratie (en dus ook molen) HAc en Ac^-.
Wat gebeurt er bij toevoeging van een bekende hoeveelheid sterke zuur H₃O⁺ aan deze oplossing?

Marko

n119 schreef: Ik heb volgende week een schoolexamen over zuren en basen. Nu heb ik twee dingen die ik daarover niet snap.

1.

We moesten rekenen aan een titratie van CO3^2- met H3O+ . Er was 0,033 mol CO3^2- en de vraag was hoeveel H3O+ je moest toevoegen om het omslagpunt te bereiken.

De reacties zijn volgens mij als volgt:

CO3^2- + H3O+. > HCO3- + H2O

HCO3- + H3O+ > H2CO3 +H2O > 2 H2O + CO2

De leraar zei dat er twee keer zoveel zuur nodig was als CO3^2-. Hier leid ik uit af dat het zuur aflopend met de base reageert in beide reacties.

Maar nu moesten we bij een andere vraag gebruiken dat de reactie tussen HCO3- en H3O+ een evenwicht was. we moesten de PH berekenen na het titreren. En dan gebruikte je dat het ontstane H2CO3 met water terugreageerde tot HCO3- en H3O+ in een evenwichtsreactie. (Met de Kz kan je dan de hoeveelheid H3O+ berekenen. ) Dus eerst gebruikte je dat deze reactie aflopend was, maar later zag je het als een evenwichtsreactie? Hoe kan dat? Of heb ik iets verkeerd begrepen?

2. Mijn tweede vraag gaat ook over een opdracht die we moesten maken. Het gaat over dit buffermengsel:

CH3COOH + H2O <> CH3COO- + H3O+

We moesten de PH berekenen. Er was 0,8 mol/l azijnzuur en 0,2 mol/l acetaat in 1 liter. Er werd extra 0,05 mol H3O+ toegevoegd. De leraar zei dat er hierdoor 0,05 mol acetaat reageerde tot azijnzuur. Dus dat er 0,85 mol azijnzuur was en 0,15 mol acetaat. Maar als je iets toevoegt in een evenwicht, reageert toch maar de helft weg en niet alles? Anders is het niet in balans.

Ik hoop dat jullie me kunnen helpen want ik kom er echt niet uit.

Met vriendelijke groet,

N.

Ik denk dat je de volgende dingen goed in de gaten moet houden:

1. Zuur-basereacties zijn altijd evenwichtsreacties
2. Een evenwicht kan links of rechts liggen, en dat kan zeer sterk links of zeer sterk rechts zijn. Zó sterk rechts dat we het in de praktijk (kunnen) beschouwen als een aflopende reactie.
3. Verschillende factoren beïnvloeden de evenwichtsligging; onder andere de evenwichtsconstante, maar ook de beginconcentraties van de stoffen/deeltjes waar je mee te maken hebt.

Laten we, met die dingen in het achterhoofd, eens kijken naar de titratie die je beschrijft: CO₃^2- met H₃O⁺.

H₃O⁺ wijst op het gebruik van een sterk zuur. Bij een sterk zuur is de dissociatieconstante erg hoog, zo hoog dat je iedere reactie met een base, ook als dat een zwakke base is, als aflopend mag beschouwen. Iedere keer dat je een druppel met daarin H₃O⁺ toevoegt reageert alle H₃O⁺ uit die druppel met de base die nog aanwezig is. In dit specifieke geval wordt dit effect nog eens versterkt omdat er uiteindelijk - nadat je 1 equivalent hebt toegevoegd - CO₂ ontstaat, dat deels ontsnapt en niet meer terugkomt. Dat draagt bij aan het aflopend zijn van de reactie, maar ook zonder dat ontsnappen was de reactie aflopend geweest.

Goed, we voegen druppels toe en iedere keer reageert H₃O⁺ met [CO3^2- en daarna met HCO3^-[/chem]. Uiteindelijk komen we in het equivalentiepunt. Belangrijk: in het equivalentiepunt is alle base omgezet in het geconjugeerde zuur. In het equivalentiepunt gedraagt de oplossing zich dus alsof je het geconjugeerde zuur bij een bepaalde concentratie hebt opgelost.

Wil je iets over die oplossing zeggen, dan heb je dus voor je berekening een nieuwe beginsituatie. Je kijkt niet naar de reactie tussen de base en het sterke zuur dat je toevoegt, maar je kijkt naar hoe het geconjugeerde zuur dissocieert; hoe het reageert met het aanwezige water. Wat een beetje verwarrend is, is dat in de bijbehorende reactievergelijking precies dezelfde deeltjes staan als bij de titratie vóór het equivalentiepunt. Alleen je bekijkt het vanuit een ander beginpunt. Bij de titratie, voor het equivalentiepunt, geldt: alle H₃O⁺ die je toevoegt reageert met de base die aanwezig is. Zit je in het equivalentiepunt, dan kijk je naar "H₂CO₃" en dan constateer je dat daarvan maar een klein deel gesplitst is, en aanwezig als HCO₃^- en H₃O⁺.

Samengevat, dezelfde deeltjes, dezelfde evenwichtsreactie. Alleen op het ene moment, en bekeken vanuit het ene perspectief, ligt het evenwicht zeer sterk rechts, en we noemen het aflopend. Op het andere moment, en vanuit het andere perspectief, zien we een evenwicht dat links ligt, en we noemen het een evenwicht.

Bij je 2e vraag begrijp ik niet waarom je denk dat in evenwicht maar de helft wegreageert. Een deel zal wegreageren, dat kan een klein beetje zijn, of bijna alles. Aangezien je hier een sterk zuur toevoegt en er een grote hoeveelheid van een zwakke base aanwezig is, zal (bijna) al het sterke zuur weg kunnen reageren.

n119

Oke bedankt, ik denk dat ik het nu begrijp. Nu ging ik sommen oefenen en liep ik weer ergens tegenaan wat ik niet snapte.
De vraag was:
Bereken hoeveel ml 0,46 M zoutzuur je moet toevoegen aan 3,75 gram NaF (s) om een bufferoplossing te krijgen met PH = 3.

Als ik jullie uitleg goed heb begrepen, vinden de volgende reacties plaats:
H3O+ + F - >>> H2O + HF (aflopend)
HF + H2O <<>> F- + H3O+ (evenwicht)

Invullen van de evenwichtsvoorwaarde voor de onderste reactie geeft F-/HF = 0,63. Stel het aantal mol HF=x en dan invullen: (0,0893 mol (F-) - x) / x = 0,63. Dit geeft HF=x=54,8 mmol. En dan maken ze in het antwoordenboek een tussenstap die ik niet begrijp. Ze zeggen dat het aantal mol HF gelijk is aan het aantal mol H3O+ dat je toevoegt. Ik snap dat er in reactie 1 evenveel HF ontstaat als H3O+, maar een deel reageert toch weer weg in reactie 2? Of is dit verwaarloosbaar?

Margriet

n119 schreef:
H3O+ + F - >>> H2O + HF (aflopend)
HF + H2O <<>> F- + H3O+ (evenwicht)

Ze zeggen dat het aantal mol HF gelijk is aan het aantal mol H3O+ dat je toevoegt. Ik snap dat er in reactie 1 evenveel HF ontstaat als H3O+, maar een deel reageert toch weer weg in reactie 2? Of is dit verwaarloosbaar?

Inderdaad. Bij de eerste reactie verwaarlozen we voor de pijl de concentratie HF en na de pijl de concentratie F^-.

Het gaat dan om mol-berekeningen aan een reactie. De hoeveelheid HF voor de pijl en die van F^- na de pijl zijn immers zeer gering ten opzichte van die van F^- voor de pijl en HF na de pijl.

Let wel bij het berekenen van de pH van een oplossing van enkel HF kun je H⁺ en F^- na de pijl niet verwaarlozen. Overeenkomstig geldt voor een oplossing van enkel NaF dat je de concentratie HF en OH^- niet kunt verwaarlozen.

Bij een mengsel van HF en F^- wordt de pH overigens bepaald door de verhouding F^-/ HF. Maar dat laatste wist je waarschijnlijk al.

Marko

n119 schreef: Oke bedankt, ik denk dat ik het nu begrijp. Nu ging ik sommen oefenen en liep ik weer ergens tegenaan wat ik niet snapte.
De vraag was:
Bereken hoeveel ml 0,46 M zoutzuur je moet toevoegen aan 3,75 gram NaF (s) om een bufferoplossing te krijgen met PH = 3.

Als ik jullie uitleg goed heb begrepen, vinden de volgende reacties plaats:
H3O+ + F - >>> H2O + HF (aflopend)
HF + H2O <<>> F- + H3O+ (evenwicht)

Invullen van de evenwichtsvoorwaarde voor de onderste reactie geeft F-/HF = 0,63. Stel het aantal mol HF=x en dan invullen: (0,0893 mol (F-) - x) / x = 0,63. Dit geeft HF=x=54,8 mmol. En dan maken ze in het antwoordenboek een tussenstap die ik niet begrijp. Ze zeggen dat het aantal mol HF gelijk is aan het aantal mol H3O+ dat je toevoegt. Ik snap dat er in reactie 1 evenveel HF ontstaat als H3O+, maar een deel reageert toch weer weg in reactie 2? Of is dit verwaarloosbaar?

Ook hier gaat het om 2 verschillende zaken/processen, waarbij wel dezelfde deeltjes in de reactievergelijking terechtkomen. Het eerste is de reactievergelijking tussen de fluoride-ionen en het sterke zuur dat je toevoegt. De tweede is de evenwichtsreactie die hoort bij de situatie nádat zoutzuur is toegevoegd.

Je kunt het ook zo zien: in het eerste geval komt de H₃O⁺ van het sterke zuur HCl; in het tweede geval van het zwakke zuur HF.

n119

Bedankt voor jullie reacties!
Ik heb zelf nog even over de berekening van de vraag nagedacht. En waarschijnlijk is dit een domme vraag. Maar waarom kun je eigenlijk niet gewoon zeggen: H3O+ die moet worden toegevoegd = F- toegevoegd. Want H3O+ en F- reageren aflopend toch?

Margriet

Klopt dat de reactie aflopend zal zijn en dat je zo een oplossing van NaF geheel omzet in een oplossing van HF. Maar wil je dat ook?

Wat was ook al weer de opdracht?

n119

Margriet schreef: Klopt dat de reactie aflopend zal zijn en dat je zo een oplossing van NaF geheel omzet in een oplossing van HF. Maar wil je dat ook?

Wat was ook al weer de opdracht?

De opdracht was om een buffer met HF en F- te maken. Maar als je eerst al het F- aflopend laat reageren met H3O+, ontstaat er uit het ontstane HF toch vanzelf weer F-?

Margriet

Inderdaad een buffer met pH=3. En welke verhouding [F^-]/[HF] heb je daar dan voor nodig?

En wat is deze verhouding in een oplossing van enkel HF van laten we zeggen 1 M?

n119

Inderdaad een buffer met pH=3. En welke verhouding [F^-]/[HF] heb je daar dan voor nodig?

En wat is deze verhouding in een oplossing van enkel HF van laten we zeggen 1 M?

Bij die oplossing is de PH 0,9.. veel te laag dus. Dus je moet minder H3O+ dan F- toevoegen zodat niet al het F- reageert?

Margriet

n119 schreef: Dus je moet minder H3O+ dan F- toevoegen zodat niet al het F- reageert?

inderdaad, je krijgt dan een mengsel van F^-en HF, een buffermengsel dus.

En kom je zo dan verder?

n119 schreef: Bij die oplossing is de PH 0,9.. veel te laag dus.

Wat bedoel je hier mee? En hoe kom je aan die waarde?

n119

Margriet schreef: inderdaad, je krijgt dan een mengsel van F^-en HF, een buffermengsel dus.

En kom je zo dan verder?

PH=0,9
Wat bedoel je hier mee? En hoe kom je aan die waarde?

Het is eigenlijk inderdaad heel logisch dat niet alle F- weg reageert, want je wil natuurlijk een buffer en die bevat zuur en base... Nu snap ik het wel.

Ik had berekend dat de PH als je alleen HF in water oplost, 0,9 wordt. Maar ik heb het nog eens nagerekend, en het is 0,25 toch?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?

Re: Zuur base titratie aflopend of evenwicht?