Chemisch rekenen & zuren en basen - Wisnet

waterevenwicht
autoprotolyse
neutrale
oplossing
5 Water, het begrip pH
5.1 Water
H +
H +
Chemisch Rekenen & Zuren en Basen
Waterstofchloride is een sterk zuur, het reageert als volgt met water:
HCI(g) + H 2 0(I) → Cl – (aq) + H3O + (aq)
z → b
Hierbij reageert water als base.
Ammoniak is een zwakke base. Het reageert met water volgens:
NH3(g) + H2O(l) → NH4 + (aq) + OH – (aq)
H +
b ← z
Hierbij reageert water als zuur. Water kan kennelijk als zuur en als base reageren. Is het ook
mogelijk dat het met zichzelf reageert? Als we een gevoelige meter gebruiken blijkt water de
elektrische stroom een heel klein beetje te geleiden. Dit wijst er op dat in water in zeer kleine
hoeveelheden ionen voorkomen.
H 2 0(I) + H 2 0(l) ⇆ H 3 O + (aq) + OH – (aq)
b z
Deze reactie noemen we een autoprotolyse. Dat betekent dat de stof een protolysereactie met
zichzelf aangaat. Bij deze evenwichtsreactie worden er weinig oxonium- en hydroxide-ionen
gevormd. We zeggen: Het waterevenwicht ligt sterk naar links.
Uit de reactievergelijking volgt, dat in zuiver water de concentraties van oxonium en hydroxideionen
gelijk zijn.
In zuiver water geldt: [H3O + ] = [OH – ] = 1,0 • 10 –7 mol/L (bij 25°).
Zuiver water wordt neutraal genoemd. Er bestaan ook veel oplossingen, die neutraal zijn. Veel
zouten en bijna alle moleculaire verbindingen die in water oplossen geven een neutrale
oplossing. Voorbeelden zijn oplossingen van keukenzout en suiker. In zulke oplossingen geldt
dus: [H3O + ] = [OH – ].
Bij het oplossen van een zuur in water worden oxonium-ionen gevormd. Daardoor is [H3O + ] in
zure oplossing groter dan in water. Bovendien geldt: hoe zuurder een oplossing des te groter
[H3O + ].
Bij het oplossen van een base in water worden hydroxide-ionen gevormd. Daardoor is [OH - ] in
basische oplossing groter dan in water. Bovendien geldt: hoe basischer een oplossing, des te
groter [OH – ].
Opmerking:
De bijdrage van het waterevenwicht aan het zure of basische karakter van een oplossing is
meestal heel klein. Het is de concentratie zuur of base, die bepaalt hoe groot de concentratie
oxonium-ionen en hydroxide-ionen in een oplossing is.
Voor oplossingen in water geldt altijd:
[H3O + ] • [OH – ] = 1,0 • 10 –14 mol 2 / L 2 (bij 25° C)
23