[scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Gebruikersavatar
Berichten: 484

[scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

oefening:
Bijlagen
Capture56.PNG

Gebruikersavatar
Berichten: 10.101

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Het zijn beide combnaties waarin het zuur een sterk zuur is. Wat is het kenmerk van een sterk zuur? Hoe ziet je oplossing er dus uit als je een sterk zuur en de geconjugeerde base oplost? Waarom kan zo'n oplossing niet goed optreden als buffer?
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Gebruikersavatar
Berichten: 484

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Marko schreef: do 03 jun 2021, 17:44 Het zijn beide combnaties waarin het zuur een sterk zuur is. Wat is het kenmerk van een sterk zuur? Hoe ziet je oplossing er dus uit als je een sterk zuur en de geconjugeerde base oplost? Waarom kan zo'n oplossing niet goed optreden als buffer?
een sterk zuur is een aflopende reactie. Ik weet niet zo goed wat de stofhoeveelheden zijn van de stoffen. Indien je een sterke zuur hebt, met een zwakke base, waarvan de stofhoeveelheid van het sterke zuur minder is dan die van de base, krijg je ook een buffer. Hoe zit dat hier?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.101

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Een sterk zuur geeft inderdaad een aflopende reactie met een sterke of met een zwakke base. En, een sterk zuur splitst volledig in ionen als je hem oplost in water. Dus als je bijvoorbeeld een oplossing van HCl hebt, dan bevat die oplossing H+ en Cl-. Stel nu dat ik NaCl toevoeg, dan heb ik in die oplossing...nog steeds H+ en Cl-. Alleen dan een beetje meer Cl- (en Na+ maar daarvan weten we dat die in een zuur-basereactie niets doet, dus laten we focussen op de H+ en Cl-).

En dat is anders dan bij een oplossing van een zwak zuur en de geconjugeerde base. Want een zwak zuur (en een zwakke base) splitsen vrijwel niet in ionen. En die blijven dus voornamelijk in hun oorspronkelijke vorm in de oplossing. Bij een mengsel van CH3COOH en CH3COONa, dus azijnzuur en natriumacetaat, bevat die oplossing zowel een hoop CH3COOH als CH3COONa.

Om nu in te zien waarom een mengsel van een sterk zuur en de geconjugeerde base niet optreden als buffer en een mengsel van een zwak zuur en de geconjugeerde base wel, moet je opschrijven welke reacties er zouden optreden.


1. Mengsel van sterk zuur en geconjugeerde base, er wordt een sterk zuur toegevoegd.
Voorbeeld: We hebben een mengsel van (verdund) HCl en NaCl, en voegen een geconcentreerde HBr-oplossing toe

Het mengsel van HCl en NaCl bevat Na+ H+ en Cl-. De HBr-oplossing bevat H+ en Br-. Ik had al genoemd dat er Na+ niets zou doen. Maar H+, Cl- en Br- doen uiteraard ook niets met elkaar. Want HCl en HBr zijn sterke zuren , en Cl- en Br- zijn dus zeer zwakke basen. Je kunt het ook zo zien: Cl- reageert niet met de H+ uit de eigen oplossing, waarom zou die dan wel met de H+ uit de andere oplossing reageren? Hetzelfde voor de Br-

Er treedt dus helemaal geen reactie op, en dat betekent dat alle H+ die uit de HBr-oplossing komt, rechtstreekst wordt toegevoegd aan de HCl-oplossing. De concentratie H+ in die oplossing stijgt dus, en de pH daalt. Wat nou buffer?

Laten we daar een mengsel van een zwak zuur en zwakke base tegenover stellen.


2. Mengsel zwak zuur en geconjugeerde base
Voorbeeld: We hebben een mengsel van azijnzuur en natriumacetaat en voegen een geconcentreerde HBr-oplossing toe

Het mengsel van azijnzuur en natriumacetaat bevat CH3COOH, CH3COO- en Na+. (Hierna zal ik CH3COOH en CH3COO- aanduiden als HAc en Ac-). De HBr-oplossing bevat H+ en Br-.

Hier zijn wel deeltjes die met elkaar kunnen reageren! Want Ac- is een zwakke base en deze reageert met de H+ uit de HBr-oplossing:

H+ + [chem]Ac- HAc

Dit is zoals je zelf al aangaf een aflopende reactie. Door het toevoegen van de HBr-oplossing is er dus een beetje Ac- omgezet in HAc, en daar is de H+ uit de HBr-oplossing voor gebruikt (verbruikt). Het toevoegen van het zuur leidt dus niet tot een toename van de concentratie H+ en de pH blijft gelijk.

Nu is dat laatste een beetje zwart-wit, want de pH zal wel een klein beetje dalen omdat er uiteindelijk opnieuw een evenwicht tussen HAc, H+ Ac- zal moeten ontstaan. Maar de pH daalt veel minder dan als er geen buffer zou zijn.


Probeer nu zelf eens de reacties op te stellen die zouden optreden bij

3. Een HCl/NaCl mengsel en een sterke base (bijvoorbeeld NaOH-oplossing)
4. Een HAc/NaAc mengsel en een sterke base

En probeer te berederen wat er met de concentratie H+ gebeurt en met de pH.
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Gebruikersavatar
Berichten: 484

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Marko schreef: vr 04 jun 2021, 09:12
Probeer nu zelf eens de reacties op te stellen die zouden optreden bij

3. Een HCl/NaCl mengsel en een sterke base (bijvoorbeeld NaOH-oplossing)
4. Een HAc/NaAc mengsel en een sterke base

En probeer te berederen wat er met de concentratie H+ gebeurt en met de pH.
3. Stoffen in oplossingen: H+, Cl- en Na+
Bij toevoegen van NaOH zal OH- ionen reageren met H+ ter vorming van water. De pH blijft dus ongeveer hetzelfde.

4. Bij toevoegen van NaOH bij CH3COOH en CH3COONa oplossing zal OH- met CH3COOH reageren ter vorming van CH3COO- en H2O. de pH blijft dus opnieuw constant.

Is dit correct?

Heb je in 3. dan toch een buffer met sterke zuur?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.101

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

workinghard schreef: za 05 jun 2021, 14:15 3. Stoffen in oplossingen: H+, Cl- en Na+
Bij toevoegen van NaOH zal OH- ionen reageren met H+ ter vorming van water. De pH blijft dus ongeveer hetzelfde.

4. Bij toevoegen van NaOH bij CH3COOH en CH3COONa oplossing zal OH- met CH3COOH reageren ter vorming van CH3COO- en H2O. de pH blijft dus opnieuw constant.

Is dit correct?

Heb je in 3. dan toch een buffer met sterke zuur?
4. klopt

Bij 3. klopt de reactie wel maar de conclusie niet. Als jeOH- toevoegt en die reageert met H+, dan verdwijnt er door die reactie toch H+ uit de oplossing? Wat gebeurt er dan dus met de pH?
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Berichten: 86

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Klopt 4. helemaal ? CH3OOCNa zal toch met H2O reageren waardoor H+ ionen zullen ontstaan of vergis ik me?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.101

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Schrijf de reactie tussen CH3COONa en H2O eens uit?
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Gebruikersavatar
Berichten: 484

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Marko schreef: ma 07 jun 2021, 08:59
workinghard schreef: za 05 jun 2021, 14:15 3. Stoffen in oplossingen: H+, Cl- en Na+
Bij toevoegen van NaOH zal OH- ionen reageren met H+ ter vorming van water. De pH blijft dus ongeveer hetzelfde.

4. Bij toevoegen van NaOH bij CH3COOH en CH3COONa oplossing zal OH- met CH3COOH reageren ter vorming van CH3COO- en H2O. de pH blijft dus opnieuw constant.

Is dit correct?

Heb je in 3. dan toch een buffer met sterke zuur?
4. klopt

Bij 3. klopt de reactie wel maar de conclusie niet. Als jeOH- toevoegt en die reageert met H+, dan verdwijnt er door die reactie toch H+ uit de oplossing? Wat gebeurt er dan dus met de pH?
de pH zal stijgen

Gebruikersavatar
Berichten: 10.101

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Inderdaad, en dus is een mengsel van een sterk zuur en zijn base geen buffer: Zowel bij het toevoegen van een zuur, als bij het toevoegen van een base, zal de pH veranderen.

Nu nog even terug waarom een mengsel van een sterk zuur en een zwakke base wél een buffer is (als je minder van het sterke zuur hebt). Kun je die vraag wellicht al zelf beantwoorden?
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Berichten: 86

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Marko schreef: di 08 jun 2021, 13:26 Schrijf de reactie tussen CH3COONa en H2O eens uit?
CH3COONa en H2O vormen een dynamisch evenwicht.
CH3COOH en OH- aan de rechter pijl (Na+ doet niet mee aan de reactie) . Krijg je dan ook een buffer?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.101

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Inderdaad, het is een evenwicht en in dat evenwicht wordt OH- gevormd (dus geen H+ zoals je eerder stelde).

Maar wat belangrijk is: En niet alleen hier maar bij alle zaken rondom zwakke zuren en zwakke basen: Dat evenwicht ligt links. Heel erg links zelfs. Als je CH3COONa oplost in water, zal het meeste nog aanwezig zijn als CH3COO- en Na+. Slechts een heel klein beetje, minder dan een procent, zal reageren volgens het evenwicht dat je gaf. Dus er is ook maar een heel klein beetje CH3COOH aanwezig. En in dat geval heb je geen buffer: Als je een zuur toevoegt zal de pH weliswaar niet zo sterk veranderen, het zuur reageert dan immers met het aanwezige CH3COO-. Maar als je een base toevoegt zal die base nergens mee kunnen reageren; de concentratie CH3COOH en H+ in de oplossing zijn namelijk enorm laag. Daardoor zal na het toevoegen van base de concentratie OH- direct stijgen.

Het is pas een buffer als de pH zowel bij toevoegen van base als bij het toevoegen van zuur constant blijft (definitie). Om dat te bereiken moet je dus tegelijkertijd veel zwak zuur en veel zwakke base in je oplossing hebben. En de enige manier waarop dat kan is door een zwak zuur en zijn geconjugeerde base samen op te lossen.

Tenslotte, een tip en verzoek: gebruik a.u.b. chem tags:

Code: Selecteer alles

[chem]CH3COO- + H2O <-> CH3COOH + OH-[/chem]
wordt:

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-

Dus met subscript en superscript waar nodig en met evenwichtspijlen.
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Berichten: 86

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Bedankt voor de uitleg, Marko :!:

Gebruikersavatar
Berichten: 484

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

Marko schreef: di 08 jun 2021, 17:10 Nu nog even terug waarom een mengsel van een sterk zuur en een zwakke base wél een buffer is (als je minder van het sterke zuur hebt).
Stel ik heb CH3COO- en HCl en ik voeg NaOH toe, dan heb ik in mijn oplossing volgende ionen:
CH3COO- CH3COOH, H+ Cl- Na+ en OH-
de OH- zal reageren met H+ ter vorming van water denk ik, wat gebeurt er nog verder? Ik vind dit zo verwarrend omdat CH3COOH +H2O <=> CH3COO- + H3O+ een evenwichtsreactie is en hier heb je CH3COO- en H+ ionen in de oplossing. Reageren deze 2 met mekaar ter vorming van CH3COOH of hoe werkt dat dan?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.653

Re: [scheikunde] buffermengsel bepalen (extra oefening)

workinghard schreef: za 12 jun 2021, 11:46 ..Stel ik heb CH3COO- en HCl en ik voeg NaOH toe, dan heb ik in mijn oplossing ....
Om een buffer te maken los je een zwak zuur op met z'n geconjugeerde zwakke base.
Je kunt die buffer ook maken door een zwak zuur te laten reageren met een ondermaat sterke base bijvoorbeeld:

1 mol CH3COOH met 0,5 mol NaOH

óf een zwakke base te laten reageren met een ondermaat sterk zuur bijvoorbeeld:

1 mol CH3COO- met 0,5 mol HCl


Ga voor beide gevallen eens na welke reactie optreedt en wat dan de samenstelling van het mengsel wordt.

Reageer