Chemisch rekenen & zuren en basen - Wisnet

Chemisch Rekenen & Zuren en Basen
De pH van een oplossing van een zwak zuur of een zwakke base kan als volgt berekend worden:
Voorbeeld
Bereken de pH van 0,10 M azijnzuur.
Antwoord
De officiële formule van azijnzuur is CH3COOH, alleen de H van de COOH-groep kan afgesplitst
worden. Bij zuur/base-berekeningen wordt meestal met de formule HAc gewerkt. Azijnzuur geeft
in oplossing een evenwicht:
HAc ⇆ H + + Ac –
De hoeveelheid HAc die splitst is waarschijnlijk te verwaarlozen ten opzichte van de
oorspronkelijke hoeveelheid. Na het instellen van het evenwicht zal gelden: [HAc] = 0,10 M. (Als
de hoeveelheid gesplitst azijnzuur berekend is, moet achteraf gecontroleerd worden of deze
verwaarlozing terecht was.)
Omdat elk molecuul azijnzuur dat splitst één H + en één Ac – geeft, zijn de concentraties van deze
ionen gelijk: [H + ] = [Ac – ]. De evenwichtsconstante van het evenwicht is Kz en is te vinden in Binas
tabel 49:
Kz =
+ −
[ H ]*[ Ac ]
[ HAc]
= [ ]
+ 2
H
010 ,
= 1,7 • 10-5 ⇒ [H + ] 2 = 1,7 • 10 –6 ⇒
[H + ] = 1,3 • 10 -3 M (= [Ac – ]) ⇒ pH = – log 1,3 • 10 -3 = 2,88
(Er is ook 1,3 .10 -3 mol azijnzuur per liter geïoniseerd. Dit is ongeveer 1 % van de opgeloste
hoeveelheid. Dit kon dus inderdaad verwaarloosd worden. Meestal wordt hiervoor ca. 10% als
grens aangehouden.)
voorbeeld
Bereken de pH van een oplossing van 0,010 molair natriumacetaat.
antwoord
Natriumacetaat splitst bij oplossen direct in Na + en Ac – . Het laatste ion is een zwakke base en
geeft het evenwicht: Ac – + H2O ⇆ HAc + OH –
De berekening van de pH gaat net als de pH-berekening van een oplossing van een zwak zuur,
maar nu wordt eerst de pOH uitgerekend en van daaruit pas de pH.
Voor het evenwicht geldt dat [HAc] = [OH – ] en [Ac – ] = 0,010 M. Dit invullen in de
evenwichtsvoorwaarde geeft het volgende:
Kb =
[ HAc]
* [ OH
−
[ Ac ]
−
]
=
−
[ OH ]
0,
010
2
= 5,8 • 10 -10 ⇒ [OH - ] 2 = 5,8 • 10 –12 ⇒
⇒ [OH – ] = 2,4 • 10 -6 M (= [HAc]) ⇒ pOH = – log 2,4 • 10 -6 = 5,6
pH = 14,00 – 5,62 = 8,38
(Ook in dit geval is de verwaarlozing van de 2,4 • 10 -6 M HAc ten opzichte van de oorspronkelijke
0,010 M terecht geweest.)
30