Zuren en basen

mlavd@BCEC 1

Zure stoffen kennen we allemaal; bv azijn of ontkalker

Wanneer is een stof zuur of juist niet zuur (dus basisch) ??

Een stof is zuur als er meer zure dan basische deeltjes zijn !!!

Een stof is basisch als er meer basische dan zure deeltjes zijn !!!

omgekeerd geldt dan natuurlijk ook

Zuren en basen

mlavd@BCEC 2

Zure stof: H+ -deeltjes afstaan

Basische stof: H+-deeltjes opnemen

Zuren en basenpH < 7 pH > 7

Neutraal: pH = 7

mlavd@BCEC 3

Zuur: H+ -deeltjes afstaan

Basisch: H+-deeltjes opnemen

Zuren en basen

Hoe weet je of een stof zuur of basisch is ???BINAS (dat had je toch

niet verwacht he ?)

In Binas T49 staan een groot aantal van de zuren en basen die veel gebruikt worden vermeld.

Linker kolom de zuren en rechterkolom de basen

mlavd@BCEC 4

Zuur: H+ -deeltjes afstaan

Basisch: H+-deeltjes opnemen

Zuren en basen

De combinatie van zuren en basen op 1 regel noemen we een geconjugeerd zuur-base paar

Het zuur links + water wordt de stof rechts + H3O+

De base rechts + water wordt de stof links + OH-

pH < 7 pH > 7

mlavd@BCEC 5

Welke

relatie

kan

je

afleiden

tussen

[H+]

en

pH

Zuren en basen

mlavd@BCEC 6

Zuren en basen: [H3O+] vs pH

pH = - log [H3O+]

mlavd@BCEC 7

Zuren en basen: [OH-] vs pOH

pOH = - log [OH-]

[OH-] pOH1,00E+00 01,00E-01 11,00E-02 21,00E-03 31,00E-04 41,00E-05 51,00E-06 61,00E-07 71,00E-08 81,00E-09 91,00E-10 101,00E-11 111,00E-12 121,00E-13 131,00E-14 14

mlavd@BCEC 8

Zuren en basen: pH vs pOHpH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

pOH 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

pH + pOH

14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14

pOH + pH = 14

pOH = 14 - pH

pH = 14 - pOH

15

-1

14

mlavd@BCEC 9

Zuren en basen: [H3O+] vs [OH-]

[OH-]*[H3O+] = Kw = 10-14

pH = -log [H3O+] [H3O

+] =10-pH

pOH = -log [OH-] [OH-] =10-pOH

pH + pOH = pKw = 14

pH 0 1 2 3 4 5 6 7

[H3O+]

[OH-]

pOH 14 13 12 11 10 9 8 7

[H3O+]*[OH-] = Kw

10-0 10-1 10-2 10-3 10-4 10-4 10-6 10-7

10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7

10-14 10-14 10-14 10-14 10-14 10-14 10-14 10-14

mlavd@BCEC 10

Bereken pH van 0,15 M H3O+

Bereken pH van 10 gram KOH/L

Zuren en basen

pH = -log 0,15 = 0,82

Bereken pH van 0,15 M OH-

pOH = -log 0,15 = 0,82 pH = 14 – 0,82 = 13,18

pOH = - log 0,178 = 0,75 pH = 14 – 0,75 = 13,25

= 0,178 mol KOH/L = 0,178 mol OH-/L

mlavd@BCEC 11

Zuren en basen: indicatoren

mlavd@BCEC 12

Zuren: kenmerkenEen zuur staat H+ deeltje af waardoor de pH < 7 wordt

Er bestaan organische zuren (bevatten C-atomen) en anorganische zuren (bevatten geen C-atomen)

Organisch (voorbeelden):

Azijn

Mierezuur

oxaalzuur

mlavd@BCEC 13

Basen: kenmerkenEen base neemt H+ deeltje op waardoor de pH > 7 wordt

mlavd@BCEC 14

Stap 1: bepaal de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn

Zuur base

Zuur 1 Base 1

Zuur 2 Base 2

Stap 2: bepaal of het een sterk/zwak zuur of sterke/zwakke base is

Zuren en basen: oplossen

mlavd@BCEC 15

Stap 3: maak de oplosvergelijking

Als Kz van zuur >>>>> 1 dan is het een sterk zuur en is de oplosvergelijking aflopend

Als Kz van zuur < 1 dan is het een zwak zuur en is de oplosvergelijking een evenwicht


mlavd@BCEC 16

Stap 3: HNO3 + H2O NO3- + H3O+

Bv: oplossen salpeterzuur in water

Stap 1+2: salpeterzuur Sterk zuur (Kz >>>> 1)

H+


mlavd@BCEC 17

Stap 3: NH4+ + H2O NH3 + H3O+

Bv: oplossen ammoniumnitraat in water

Stap 1+2: ammonium zwak zuur (Kz < 1)

H+


aq

NH4NO3 NH4+ + NO3

-

mlavd@BCEC 18

Bv: oplossen natronloog in water

Stap 1+2 +3: natronloog bevat al OH-

NaOH(s) aq Na+(aq) + OH-

(aq)


Sterke base (Kb > 1)

mlavd@BCEC 19

Stap 3: NH3 + H2O NH4+ + OH-

Bv: oplossen ammoniak in water

Stap 1+2: ammoniak Zwakke base (Kb < 1)

H+


mlavd@BCEC 20

Animatie oplossen ammoniak in water: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/NH3eqtg.html


Animatie oplossen azijn in water: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/aceticeq.html

mlavd@BCEC 21

Stap 1: bepaal de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn

Zuur base

Zuur 1 Base 1

Zuur 2 Base 2

Stap 2: bepaal het sterkste zuur en sterkste base

Stap 3: maak de reactievergelijking kloppend

Zuren en basen: reacties

mlavd@BCEC 22

Stap 1+2:

Zuur base

Stap 3:

H3O+ + OH- 2 H2O

H3O+ OH- H2O H2O

Zuren en basen: reacties Bv: mengen van natronloog met zoutzuur

mlavd@BCEC 23

Bv: mengen van kaliloog met salpeterzuur

Stap 1+2:

Zuur base

Stap 3:

H3O+ + OH- 2 H2O

H3O+ OH- H2O H2O


mlavd@BCEC 24

Bv: mengen van kaliloog met ammonium-oplossing

Stap 1+2:

Zuur base

Stap 3:

NH4+ + OH- NH3 + H2O

NH4+ OH-

H2O H2O


mlavd@BCEC 25

Bv: mengen van natriumacetaat-oplossing met ammonium-oplossing

Stap 1+2: Zuur base

Stap 3:NH4+ + CH3COO- NH3 + CH3COOH

NH4+ CH3COO-

H2O H2O


Waarom evenwicht ?

mlavd@BCEC 26

Stap 3: NH4+ + CH3COO- NH3 + CH3COOH


Sterke base met sterk zuur aflopend

Sterke base met zwak zuur aflopend

Sterk zuur met zwakke base aflopend

Zwak zuur met zwakke base evenwicht

mlavd@BCEC 27

Stap 3: NH4+ + CH3COO- NH3 + CH3COOH


Zwak zuur met zwakke base evenwicht

Bepaling Kev

Kev = Kz (zuur voor de pijl)/ Kz (zuur na de pijl)

Kev = 5,6*10-10 / 1,8*10-5 = 3,11*10-5

Kev << 1 reactie verloopt (vrijwel) niet

mlavd@BCEC 28


Kev = Kz (zuur voor de pijl)/ Kz (zuur na de pijl)

Kev << 1 reactie verloopt (vrijwel) niet

Kev >> 1 reactie verloopt (vrijwel) aflopend

Ertussen in: reactie verloopt als evenwicht

mlavd@BCEC 29


A) Geef de reactie die op kan treden als de volgende stoffen gemengd worden. B) Leg uit of het via een evenwicht verloopt; zo ja geef dan ook de Kev

1) Zoutzuur met Kaliumcyanide-oplossing

2) Azijnzuur-opl met natriumwaterstofoxalaat-oplossing

H3O+ + CN- H2O + HCN (sterk + zwak aflopend)

CH3COOH + HC2O4- CH3COO- + H2C2O4

(zwak + zwak evenwicht: Kev = / =

mlavd@BCEC 30

Berekeningen aan zwakke zuren /basen,

buffers en titraties

50

40

30

20

10

0

mlavd@BCEC 31

Zuren en basen

mlavd@BCEC 32

Zuren en basen

mlavd@BCEC 33

Zuren en basen

mlavd@BCEC 34

Zuren en basen

mlavd@BCEC 35

Zuren en basen

Neutralisatie:er is precies

evenveel mol zuur als base aanwezig

dat met elkaar reageert

Dit punt noemen we ook wel:

equivalentiepunt

mlavd@BCEC 36

Zwakke zuren en basenIn het vorige deel over zuren en basen hebben we het hoofdzakelijk gehad over sterke zuren

en basen. Nu gaan we het hebben over zwakke zuren en basen.

Wat is het eigenlijk nu verschil tussen sterke en zwakke zuren en basen ???

Een animatie van zuur Een animatie van basen

Extra animatie van zuur

mlavd@BCEC 37

Zwakke zuren en basenHoe definiëren we de ‘zuurheid’ van zwakke zuren ? Aangezien ze slechts gedeeltelijk ioniseren zal het zwakke zuur HB soms H+ aan water geven en soms een H+ terugkrijgen

mlavd@BCEC 38

Zwakke zuren en basenZoals je ziet is het verschil dus dat sterke zuren

of basen 100% splitsen naar H3O+ en OH- en zwakke zuren of basen een evenwicht vormen.

Zwak zuur: HZ + H2O Z- + H3O+

Zwakke base: B- + H2O HB + OH-

Sterk zuur: HZ + H2O Z- + H3O+

Sterke base: B- + H2O HB + OH-

mlavd@BCEC 39

Zwakke zuren en basenM.b.v. de Kz bij een zuur of de K bij een base kan je de pH uitrekenen van zwakke zuren of

basen

Kz = [H3O+] * [Z-] = [H3O+]2 .

[HZ]0 - [H3O+] [HZ]0 - [H3O+]

Kb = [OH-] * [HZ] = [OH-]2 .

[Z-]0 - [OH-] [Z-]0 - [OH-]

mlavd@BCEC 40

Zwakke zuren en basenBereken de pH van 15,0 g azijn in 1,50 L water

Kz = [H3O+]2 .

[HZ]0 - [H3O+]

1,8*10-5 = [H3O+]2/(0,17 - [H3O+]) [H3O+] = 0,00175 M

pH = -log 0,00175 = 2,76

mlavd@BCEC 41

Zwakke zuren en basenBereken de pH van een oplossing van 1,50 g

Natriumcarbonaat in 3,00 L water

Kb = [OH-]2 .

[Z-]0 - [OH-]

2,1*10-4 = [OH-]2 .

0,014 - [OH-] [OH-] =

pOH = pH =

mlavd@BCEC 42

Zwakke zuren en basenBereken hoeveel natriumacetaat opgelost moet

worden in 3,00 L water om een pH = 7,5 te bereiken

Kb = [OH-]2 . = 5,5*10-10

[Z-]0 - [OH-]

5,5*10-10 = [10-6,5]2 = (2,8*10-7)2 .

[Z-]0 - [10-6,5] [Z-]0 – (2,8*10-7) [Z-] = 1,4*10-4 M

3 * 1,4*10-4 M = 5,2*10-4 mol NaAc = 0,036 g NaAc

mlavd@BCEC 43

Buffers

mlavd@BCEC 44

Buffers

mlavd@BCEC 45

pH verandert weinig als er een hoeveelheid zuur of base aan toegevoegd wordt

Buffer bestaat uit een zwak zuur met geconjugeerde base

Grensverhouding zwak zuur met geconjugeerde basezz : gec. Base = 1 : 9

zz : gec. Base = 9 : 1

Buffers: eigenschappen

mlavd@BCEC 46

Buffer bestaat uit een zwak zuur met geconjugeerde base en de pH verandert weinig als er een (normale hoeveelheid) zuur of base wordt toegevoegd

Animatie 1: http://users.skynet.be/eddy/buffer.html

Buffers

Animatie 2: http://michele.usc.edu/java/acidbase/acidbase.html

mlavd@BCEC 47

Je kan buffers op meerdere manieren maken:

Manier 1: los een bekende hoeveelheid zwak zuur en het (natrium) zout van zijn geconjugeerde base op in water.

Buffers

Manier 2: los een bekende hoeveelheid zwak zuur op en voeg net zolang druppels natronloog toe totdat de gewenste pH bereikt is.

Manier 3: los een bekende hoeveelheid zwakke base op en voeg net zolang druppels sterk zuur toe totdat de gewenste pH bereikt is.

mlavd@BCEC 48

Kbuffer = [H3O+]*[Z-]0/[HZ]0

Belangrijk als [Z-]0/[HZ]0 = 1 dan

Kbuffer = [H3O+]

en dus ook pKbuffer = pH

Buffers: de bufferformule

mlavd@BCEC 49

Bereken de verhouding tussen azijn en acetaat voor een buffer van pH = 4,8

1) Kbuffer = [H3O+]*[Z-]0/[HZ]0

2) 1,8*10-5 = 10-4,8*[Z-]0/[HZ]0

3) 1,8*10-5/10-4,8 = 1,1357 = [Z-]0/[HZ]0

4) [HZ]0 /[Z-]0 = 1/1,1357 = 0,88 / 1

Buffers: berekening 1

mlavd@BCEC 50

http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/acidbasepH/ph_buffer.html

Buffers: simulatie

mlavd@BCEC 51

Bereken de verandering van de pH als aan 1,0 L bufferoplossing met 0,15 M azijn en 0,15 M natriumacetaat 0,1 L 0,1 M KOH-oplossing wordt

toegevoegd


CH3COOH + H2O

CH3COO- + H3O+

t0 0,15 mol 0,15 mol

Δ - 0,01 mol +0,01 mol

teind 0,14 mol 0,16 mol

1,8*10-5 = [H3O+]*[0,16/1,1]/[0,14/1,1] [H3O+] = 1,8*10-5 *0,14/0,16 = 1,575 * 10-5 M

Berekening pH vooraf: 1,8*10-5 = [H3O+] pH = 4,74

pH = 4,8 Δ pH = 0,06

mlavd@BCEC 52

Bereken hoeveel mL 0,1 M zoutzuur je nodig hebt om 1,0 L azijn/acetaatbuffer te maken met pH = 4,8 uitgaande van een natriumacetaat

oplossing. Er moet nog 0,5 mol acetaat aanwezig zijn !!


Berekening vooraf: pH = 4,8 dus [HZ]0 /[Z-]0 = 1/1,1357

CH3COO- + H3O +

CH3COOH + H2O

teind 0,5 mol 0,5/1,1357= 0,44 mol

Δ -0,44 mol +0,44 molt0 0,94 mol

Er is dus 0,44 mol azijn gemaakt 0,44 mol acetaat weg er heeft 0,44 mol H3O+ gereageerd 0,44 mol/0,1M

= 4,4 L = 4400 mL

0,00 mol

mlavd@BCEC 53

Zuren en basen

Simulatie HCl met water: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/acidbasepH/ph_buffer.html

mlavd@BCEC 54

Zuur base titratie

50

40

30

20

10

0

Bij een titratie wordt d.m.v. het heel nauwkeurig afmeten van de hoeveelheid zuur of base dat nodig is om een onbekende hoeveelheid base of zuur volledig op te laten reageren berekend hoeveel daarvan aanwezig was.

Als hulpmiddel wordt een pH–meter of indicator gebruikt.

mlavd@BCEC 55

Zuur base titratie

mlavd@BCEC 56

Zuur base titratie

mlavd@BCEC 57

Zuur base titratie

Stap 1: noteer de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijnZuur base

Zuur 1 Base 1

Zuur 2 Base 2

Stap 2: bepaal het sterkste zuur en sterkste baseStap 3: maak de reactievergelijking kloppend

Titreren is dus een logisch vervolg op hfst 7 waar we de reactie tussen een zuur en een base besproken hebben, nu gevolgd door wat rekenwerk met volumes, molmassa’s en

molariteiten.

mlavd@BCEC 58

Zuur base titratie

Stap 4: Bepaal hoeveel van de titrant nodig is geweest in L*mol/L = mol

Stap 5: Bereken hoeveel van de te titreren stof aanwezig was in je monster dat getitreerd is

Stap 6: Bepaal eventuele verdunningsfactoren en verwerk deze in de uiteindelijke berekening monster

mlavd@BCEC 59

Stap 1+2:

Zuur base

Stap 3:

H3O+ + OH- 2 H2O

H3O+ OH- H2O H2O

Zuur base titratie : titreren van X M NaOH opl met 0,11 M HCl opl

mlavd@BCEC 60

Zuur base titratie : titreren van X M NaOH opl met 0,11 M HCl opl

Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 16,50 mL 0,11 M zoutzuur gebruikt. Het monster was 25,00 mL natronloog.

Stap 5: 1,815*10-3 mol H3O+

1,815*10-3 mol OH-

Stap 6: niet verdund 1,815*10-3 mol OH- in 25mL [OH-] = 7,26*10-2 M

Equivalentiepunt = het moment waarop je precies evenveel base uit de buret hebt toegevoegd als er zuur aanwezig was in het monster (of zuur uit de buret als er base aanwezig was in

het monster).

16,5*10-3 * 0,11 = 1,815*10-3 mol H3O+

mlavd@BCEC 61

Zuur base titratie

Animatie Z/B-titratie: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/stoichiometry/acid_base.html

mlavd@BCEC 62

Zuur base titratie Bv: Bereken hoeveel gram NaOH/L opgelost is in de oplossing van X M natronloog m.b.v.

titratie met 0,051 M zoutzuur

Bij de bepaling is uit de 100 mL oplossing die ter beschikking was 20,00 mL in een erlenmeyer gepipetteerd. Vervolgens is dit met demiwater aangevuld tot 40,00 mL. Hierna is mbv 0,051 M zoutzuur een titratie uitgevoerd. Tot aan het equivalentiepunt was 15,3 mL 0,051 M zoutzuur nodig.

mlavd@BCEC 63

Zuur base titratie Bv: Bereken hoeveel gram NaOH/L opgelost is in de oplossing van X M natronloog m.b.v.

titratie met 0,051 M zoutzuur Stap 1-3 zie vorig voorbeeld

Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 15,30 mL 0,051 M zoutzuur gebruikt.

15,3*10-3 * 0,05 = 7,803*10-4 mol H3O+

Stap 5: 7,803*10-4 mol H3O+

7,803*10-4 mol OH-

mlavd@BCEC 64

Zuur base titratie

Stap 6: niet verdund (het toevoegen van demiwater veranderd niets aan de hoeveelheid OH- die in het monster aanwezig is)

7,803*10-4 mol OH- in 20,00 mL 3,9*10-2 mol OH- in 1,00 L 3,9*10-2 mol NaOH = 1,56 g NaOH/L

mlavd@BCEC 65

Zuur base titratieIn de voorraadkast staat een 10L fles zoutzuur-oplossing met

onbekende molariteit. Dit kan worden gecontroleerd mbv een Z/B-titratie met 0,100 M natronloog. Uit de fles wordt 50,00 mL overgebracht in een maatkolf en met demiwater aangevuld tot 100,00 mL. Hiervan wordt 25,00 mL in een erlenmeyer gepipetteerd en met 0,100 M natronloog getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is nodig 11,35 mL 0,100 M natronloog.

Bereken: a) bereken de molariteit van de zoutzuur-oplossingb) Bereken hoeveel gram zoutzuur in de fles opgelost is

mlavd@BCEC 66

Zuur base titratie: zoutzuurStap 1+2:

Zuur base

Stap 3: H3O+ + OH- 2 H2O

H3O+ OH- H2O H2O

Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11,35 mL 0,100 M natronloog gebruikt.

11,35*10-3 * 0,100 = 1,135*10-4 mol OH-

mlavd@BCEC 67

Zuur base titratie: zoutzuur

Stap 5: 1,135*10-4 mol OH- 1,135*10-4 mol H3O+ (verdund)Stap 6: 50 mL verdund tot 100 mL

2*1,135*10-4 mol = 2,27*10-4 mol H3O+

= 2,27*10-4 mol HCl/25 mL (onverdund)

[ ] = 0,00908 M (onverdund)

a) 9,08*10-3 M HCl

mlavd@BCEC 68

Zuur base titratie: zoutzuur

b: [ ] = 0,00908 M (onverdund)

In 10 L = 0,0908 mol HCl

0,0908 * 36,45 = 3, 310 g HCl

c: bereken de pH van de oplossing in de fles

[ ] = 0,00908 M (onverdund)

pH = -log(0,00908) = 2,04

mlavd@BCEC 69

Zuur base titratie: azijn

In een azijnzuur-oplossing zou ca. 6 g/L CH3COOH aanwezig moeten zijn. Dit kan worden gecontroleerd mbv een Z/B-titratie met 0,100 M natronloog. Uit een fles azijn wordt 100,00 mL overgebracht in een 250 mL maatkolf en met demiwater aangevuld tot 250,00 mL. Hiervan wordt 25,00 mL in een erlenmeyer gepipetteerd en met 0,100 M natronloog getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is nodig 11,35 mL 0,100 M natronloog

Bereken: a) hoeveel gram azijn in 1,0 L van de oplossing aanwezig was.b) De molariteit van de azijnzuur-oplossing

mlavd@BCEC 70

Zuur base titratieAzijn

Stap 1+2:

Zuur base

Stap 3: CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O

CH3COOH OH- H2O H2O

Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11,35 mL 0,100 M natronloog gebruikt.

11,35*10-3 * 0,100 = 1,135*10-4 mol OH-

mlavd@BCEC 71


Stap 5: 1,135*10-4 mol OH-

1,135*10-4 mol CH3COOH

Stap 6: 100 mL verdund tot 250 mL 2,5*1,135*10-4 mol = 0,00681 g CH3COOH/25 mL 0,2724 g CH3COOH/L (2,5* verdund)

a) 6,81*10-2 g CH3COOH/L b) 1,13*10-2 M CH3COOH

mlavd@BCEC 72


c: Bereken de pH van deze azijn-oplossing

Kz = [H3O+]2/([Hac]0 – [H3O+])

1,8*10-5 = [H3O+]2/(1,13*10-2 – [H3O+])

Y1 = 1,8*10-5 Y2 = [x]2/(1,13*10-2 – x)

X = [H3O+] = 4,42*10-4 M

pH = 3,55

mlavd@BCEC 73

Zuur base titratie: Azijn

d: Bereken de pH van deze oplossing in het equivalentiepunt

Kb = [OH-]2/([Ac-]0 – [OH-])

5,56*10-10 = [OH-]2/(1,13*10-2 – [OH-])

Y1 = 5,56*10-10 Y2 = [x]2/(1,13*10-2 – x)

X = [OH-] = 2,51*10-6 M

pOH = 5,6 pH = 14 - 5,6 = 8,4

mlavd@BCEC 74

Zuur base titratieAmmoniak

In een ammoniak-oplossing die door fabrikant X op de markt wordt gebracht moet ca 5% NH3 aanwezig zijn. Een consumentenbond vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een monster van 25,00 mL genomen en met demiwater aangevuld tot 100,00 mL. Van dit monster wordt 10 mL genomen en getitreerd met 0,100 M HCl. De pH wordt gemeten waarvan een titratiecurve gemaakt wordt.Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,100 M HCl nodig

1. Wat is het ammoniakgehalte in de oplossing van fabrikant X 2. Leg uit welke indicator geschikt is voor deze titratie

mlavd@BCEC 75

Zuur base titratieAmmoniak

25,00 mL 100,00 mL (4* verdund) 10 mL x mol x mol 0,1x mol y M 0,25Y M 0,25 Y M

Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,100 M HCl nodig

NH3 + H3O+ NH4+ + H2O

12,5*10-3 L * 0,100 M = 12,5*10-4 H3O+ = 12,5*10-4 mol NH3

Indicator: zwakke base + sterk zuur pHeq.punt < 7 methyloranje

Dit zit in 10 mL 12,5*10-2 M NH3 (4* verdund)

Oorspronkelijk 6,00*10-1 M NH3

mlavd@BCEC 76

Zuur base titratie: (COOH)2

In een oxaalzuur-oplossing die door fabrikant Y op de markt wordt gebracht moet ca 5% oxaalzuur aanwezig zijn. Een consumentenbond vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een monster van 5,00 mL genomen en met demiwater aangevuld tot 100,00 mL. Van dit monster wordt 20 mL genomen en getitreerd met 0,105 M NaOH. De pH wordt continu gemeten waarvan een titratiecurve gemaakt wordt.Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,105 M NaOH nodig

1. Welke indicator is geschikt voor deze titratie ?

2. Wat is [(COOH)2] in de oplossing van fabrikant Y.

3. Voldoet de oplossing aan de gestelde eis van 5 m% ?

mlavd@BCEC 77


1. Welke indicator is geschikt voor deze titratie ?

Tweewaardig zuur 2 eq. pntn mogelijk

Eq.pnt 1: (COOH)2 + OH- HOOCCOO- + H2OKz (COOH)2 = 5,0*10-2 en Kz (HOOCCOO-) = 6,5*10-5

Eq.pnt 2: HOOCCOO- + OH- (COO-)2 + H2OEq.pnt ongeveer 8 - 9 indicator FFT of BTB

Omslag tussen 1,5 en 4 dimethylgeel

mlavd@BCEC 78


(COOH)2 + 2 OH- (COO-)2 + 2 H2O

Monster 100,00 mL 20 mL 5,00 mL x mol x mol x/5 mol Y mol/L Y/20 mol/L Y/20 mol/L

12,5*10-3 * 0,105 = 1,31*10-3 mol NaOH = 2,62*10-3 mol (COOH)2

2,62*10-3 mol (COOH)2 in 20 mL 0,13125 M (20x verdund)

0,13125 M (20x verdund) onverdund = 2,6 M (COOH)2

2,6 M (COOH)2 = 236,25 g (COOH)2/L = 2,36*102 % >> 5% voldoet niet

mlavd@BCEC 79

Zuur base titratie: CH3COOH

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

Bepalen equivalentiepunt:

Officieel moet je 2 raaklijnen tekenen op de plek waar de verandering van richtings-coëfficiënt het grootst is. Vervolgens een loodlijn trekken en op de plek waar de titratiecurve de loodlijn in 2 exact gelijke delen verdeelt vind je dan het gezochte equivalentiepunt.

mlavd@BCEC 80


0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

Bepalen equivalentiepunt:

In de praktijk neem je het punt halverwege het steile gedeelte van de titratiecurve en kijk je bij hoeveel mL dit in de curve is.

mlavd@BCEC 81


Uit de curve blijkt dat de pH van het eq.pnt ca. 7-8 zal zijn geschikt zijn: fenolftaleïne of methylblauw.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

mlavd@BCEC 82


0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

Titratie gegevens:

Er is uit een literfles een monster genomen van 25,00 mL en dit is in een 250 mL maatkolf gepipetteerd en aangevuld tot 250,00 mL met demiwater. Vervolgens is hieruit 10 mL gepipetteerd in een erlenmeyer en is getitreerd met 0,05 M natronloog. De verkregen titratiecurve is hiernaast afgebeeld.

mlavd@BCEC 83


25,00 mL monster 250 mL maatkolf 10 mL getitreerd met 0,05 M OH-

x mol monster x mol maatkolf 0,04 x mol getitreerd met 0,05 M OH-

Y M monster 0,1Y mol maatkolf 0,10Y M getitreerd met 0,05 M OH-

1) Hoeveel g/L is opgelost x mol monster x mol maatkolf 0,04 x mol getitreerd met 0,05 M OH-

titratie: 30*10-3 L * 0,05 M = 1,5*10-3 mol OH- = 1,5*10-3 mol CH3COOH

Bepaal: 1) Hoeveel g/L is opgelost 2) [CH3COOH]

In monster zat: 25*1,5*10-3 = 3,75*10-2 mol CH3COOH = 2,25 g CH3COOH

In 1 L zat: 2,25 g/0,025 L= 90 g CH3COOH/L

mlavd@BCEC 84


2) [CH3COOH]


1,5*10-3 mol CH3COOH in 10 mL 0,15 M CH3COOH (verdund)

0,15 M *10 = 1,5 M CH3COOH (onverdund in monster)

25,00 mL monster 250 mL maatkolf 10 mL getitreerd met 0,05 M OH-

x mol monster x mol maatkolf 0,04 mol getitreerd met 0,05 M OH-


0,15 M *10 = 1,5 M CH3COOH (onverdund in monster)

mlavd@BCEC 85

Zuur base titratie: H3PO4

1. Welke indicator (en) is (zijn) geschikt voor deze

titratie

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

pH eq.pnt 1 = 3,5 dimethylgeel

pH eq.pnt 2 = 8fenolftaleïen

pH eq.pnt 3 = 11,6

Deze is slecht te zien valt af

mlavd@BCEC 86


2. Wat is het [H3PO4] in de oplossing van fabrikant X als voor de titratie gebruik is gemaakt van 25,00 mL monster.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

0,08 M OH-

eq.pnt 1 = 25,5 mL*0,08 M 0,002 mol OH- = 0,002 mol H3PO4/25mL 0,082 M H3PO4

eq.pnt 1 OH- : H3PO4 = 1: 1

mlavd@BCEC 87


2. Wat is het [H3PO4] in de oplossing van fabrikant X als voor de titratie gebruik is gemaakt van 25,00 mL monster.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

0,08 M OH-

Controle via eq.pnt 2: OH- : H3PO4 = 2 : 1

eq.pnt 2 = 51,0 mL*0,08 M 0,004 mol OH- = 0,002 mol H2PO4

-/25mL 0,082 M H3PO4

mlavd@BCEC 88


3. Bepaal uit de titratiecurve de Kz van: H3PO4, H2PO4

-

en HPO42-

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

½ eq.pnt 1: [H3PO4] : [H2PO4-] = 1 : 1

én altijd de formule: Kz 1 = [H3O+]*[H2 PO4

-] /[H3PO4]

Kz 1 = [H3O+] pKz 1 = pH

½ eq.pnt 2: [H2PO4-] : [HPO4

2-] = 1 : 1 én altijd de formule: Kz 2 = [H3O+]*[H2 PO4

2-] /[H2PO4 -]

Kz 2 = [H3O+] pKz 2 = pH

mlavd@BCEC 89


0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

½ eq.pnt 3 geldt: [HPO4

2 -] : [PO43-] = 1 : 1

én altijd de formule: Kz 3= [H3O+]*[H2 PO4

-] /[H3PO4]

Kz 3 = [H3O+] pKz 3 = pH

4. Bepaal de Kz van H3PO4 en H2PO4

-

mlavd@BCEC 90


0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

pKz 1 = pH = 1,5

Kz H3PO4 = 3,16*10-2

pKz 2 = pH = 5

Kz H2PO4- = 10-5

pKz 3 = pH = 10,2

Kz HPO42- = 6,31*10-11

mlavd@BCEC 91

Zuur base titratie: kaliloog1. Welke indicator (en) is (zijn) geschikt voor deze

titratie

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

0,08 M H3O+

Sterk zuur met sterke base

Eq.pnt = 7,0

fenolftaleïen

mlavd@BCEC 92

Zuur base titratie: kaliloog2. Bereken hoeveel g/L KOH De oplossing van fabrikant X bevat als 25 mL monster gebruikt is.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

0,08 M H3O+

Eq.pnt = 25,5 mL 0,08 M

25,5*10-3 L*0,08 M = 2,04*10-5 mol H3O+ = 2,04*10-5 mol OH-

2,04*10-5 mol OH- in 25 mL

8,16*10-2 M OH-

mlavd@BCEC 93

Zuur base titratie: Na2CO3

1. Hoeveel g/L Na2CO3 is aanwezig in de oplossing van fabrikant X

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

0,05 M H3O+

Eq.pnt 1 = 24,0 mL 0,08 M

24,0*10-3 L*0,05 M = 1,20*10-3 mol H3O+

CO3 2

- + H3O+ HCO3

- + H2O

1,20*10-3 mol CO32-/25,0 mL

4,8*10-2 mol Na2CO3/L

5,09 g Na2CO3/L

mlavd@BCEC 94


2. Bepaal uit de titratiecurve de Kb van: HCO3

- en CO3

2-

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

0,05 M H3O+

½ eq.pnt 1:

Kb 1 = [OH-] pKb 1 = pOH = 14-pH

14 – 8,2 = pOH = pKb 1 = 5,8

Kb 1 = [OH-] = 10-5,8 = 1,58*10-6

mlavd@BCEC 95


0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80

pH

Volume Added [mL]

Titration Curve

No Point Selected

0,05 M H3O+

½ eq.pnt 2:

Kb 2 = [OH-] pKb 2 = pOH = 14-pH

14 – 4,5 = pOH = pKb 2 = 9,5

Kb 2 = [OH-] = 10-9,5 = 3,16*10-10

mlavd@BCEC 96


3. Leid uit je berekeningen de Kz van H2CO3 en HCO3- af

Kb HCO3- x Kz H2CO3 = Kb CO3

2- x Kz HCO3- = 10-14

3,16*10-10 x Kz H2CO3 = 10-14

Kz H2CO3 = 10-14 /3,16*10-10 = 3,16*10-5

Kz H2CO3 = 3,16*10-5

Kb CO32- x Kz HCO3

- = 10-14

Kz HCO3- = 10-14 /1,58*10-6 = 6,33*10-9

Kz HCO3- = 6,33*10-9

Documents

Zuren en basen