2Hfst 9 Brandend maagzuur 9.1 Wat is maagzuur Kleur bij pH 2 5 7

2Hfst 9 Brandend maagzuur
9.1 Wat is maagzuur
2
Kleur bij pH
Broomkresolgroen
Fenolrood
Lakmoes
Alizariengeel-R
2
geel
geel
rood
lichtgeel
5
groen
geel
rood
lichtgeel
7
blauw
oranje
paars
lichtgeel
12
blauw
Rood
Blauw
rood
3
met methyloranje oranje geel dus pH > 4,4
met thymolblauw geel dus dus tussen 2,8 en 8,0
met broomfenolrood paarsrood dus pH > 6,8
met fenolftaleïnen kleurloos dus PH < 8,2
totaal kunnen we dus concluderen dat pH tussen 6,8 en 8,0 zit.
4
met neutraalrood kan hij als de oplossing rood kleurt zien dat de pH < 6,8 is en
als met fenolrood de oplossing niet meer geel (dus oranje) wordt is de pH >
6,6 dus ongeveer 6,7.
5
thymolblauw heeft een omslagtraject van 1,2-2,8 Onder 1,2 is hij blauw en
boven 2,8 is hij geel. methylrood heeft omslagtraject van 4,8 - 6,0 Onder 4,8 is
hij rood en boven 6,0 is hij geel. Je zou dus kunnen concluderen met
thymolblauw dat de pH < 1,2 (blauw) is of tussen 1,2 en 2,8 zit (groen)of dat
de pH tussen 2,8 en 4,8 zit dan moet hij geel kleuren met thymolblauw en rood
met methylrood
6
rode kool sap wordt blauw in een basisch millieu dus een zeepoplossing is
basisch.
7
a
HBr (g) + H2O (l) → H3O+ (aq) + Br─ (aq)
b
H3O+ (aq) + Br─ (aq)
c
H2 en Br2
d
een oplossing van HBr bevat H3O+ ionen en een oplossing van NaBr
niet dus is de pH van een HBr oplossing lager, want deze is zuur terwijl de
NaBr oplossing neutraal is.
8
a
b
c
d
Zwavelzuur is een moleculaire stof dus kan het geen stroom geleiden.
SO42─
H2SO4 (l) + 2H2O (l) → 2H3O+ (aq) + SO42─ (aq)
2H3O+ (aq) + SO42─ (aq)
9
a
b
De wanden van je darmen zijn niet goed bestand tegen het zuur.
Als je moet boeren komt er soms een beetje maagzuur mee omhoog.
Dit voel je branden in je mond en slokdarm
Omdat dit je mond en slokdarm aantast.
c
10
a
b
Omdat de verschijnselen direct na het gebruiken van de laxeermiddelen
optraden.
De pH van ontlasting moet dus hoger zijn dan 10
9.2 Wat werkt tegen brandend maagzuur.
11
a
b
12
a
b
Ca(OH)2 (s) → Ca2+ (aq) + 2OH─ (aq)
CaO (s) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + 2OH─ (aq)
Bij het oplossing van CaO is er sprake van H+ overdracht (van H2O naar
O2─
HCl opl : H3O+ (aq) + Cl─ (aq)
NaCl opl : Na+ (aq) + Cl─ (aq)
Na2CO3 opl : 2Na+ (aq) + CO32─
Door broomthymol blauw toe te voegen. De HCl oplossing zal geel zijn,
de NaCl oplossing zal groen zijn en de Na2CO3 opl zal blauw kleuren.
13
OH─ geeft H2O
O2─ geeft OH─
CO32─ geeft HCO3─
HCO3─ geeft H2O + CO2 (H2CO3)
NH3 geeft NH4+
14
Al(OH)3 + 3H+ → AL3+ + 3H2O
HCO3─ + H+ →
Ca(OH)2 + 2H+ → Ca2+ + 2H2O
MgO + 2H+ → Mg2+ + 2H2O
MgCO3 + 2H+ → Mg2+ +
alleen NH4Cl kan geen zuur opnemen
15
a
b
mmol
mg
1
101,96
?
200
mmol
mg
1
100,09
?
680
mmol
mg
1
84,32
?
80
?=
1 • 200;101
= 1,96 mmol Al2O3
96
?=
1 • 680;100
= 6,79 mmol CaCO3
09
?=
1 • 80;84
= 0,95 mmol MgCO3
32
Al2O3 + 6 H3O+ → 2Al3+ + 9H2O
Dus A2O3 : H3O+ = 1 : 6
dus 6 • 1,96 = 11,76 mmol H3O+ kan gebonden worden
door Algeldraat
c
CaCO3 + 2 H3O+ → Ca2+ + 3H2O + CO2
Dus CaCO3 : H3O+ = 1 : 2
dus 2 • 6,79 = 13,58 mmol H+
MgCO3 + 2 H3O+ → Ca2+ + 3H2O +CO2
Dus MgCO3 : H3O+ = 1 : 2
dus 2 • 0,95 = 1,90 mmol H3O+
dus totaal 13,58 + 1,90 = 15,48 mmol H3O+ kan gebonden worden door
Rennie
9.3 Zuur-base reacties
b
De OH─ in Ba(OH)2 neemt een H+ op van NH4+ dus een zuur base
reactie.
Ba(OH)2 (s) + 2NH4Cl (s) → 2NH3 (g) + 2H2O (l) + BaCl2 (s)
17
a
b
c
Na+ , Cl─ en H2O
K+ , SO42─ en H2O
Ca2+ , NO3─ en H2O
18
a
kalkwater is Ca2+ (aq) + 2OH─ (aq)
zoutzuur is H3O+ (aq) + Cl─ (aq)
H3O+ (aq) + OH─ (aq) → 2H2O (l)
ammoniak is NH3 (g)
salpeterzuur is H3O+ (aq) + NO3─ (aq)
NH3 (g) + H3O+ (aq) → NH4+ (aq) + H2O (l)
zwavelzuur is 2H3O+ (aq) + SO42─ (aq)
natriumwaterstofcarbonaat is Na+ (aq) + HCO3─ (aq)
H3O+ (aq) + HCO3─ (aq) → 2H2O (l) + CO2 (g)
magnesiumoxide is MgO (s)
zoutzuur is H3O+ (aq) + Cl─ (aq)
MgO (s) + 2 H3O+ → Mg2+ (aq) + 3H2O (l)
16
a
b
c
d
19
a
Zwavelzuur en salpeterzuur zijn zure oplossingen dus die zullen met
broomthymolblauw geel kleuren. Kaliumhydroxide en natriumcarbonaat
zijn basische oplossingen en zullen dus blauw kleuren. Voeg een beetje
van een van de zure oplossingen bij de 2 basische oplossingen. Bij een
van de 2 oplossingen zullen er gasbelletjes ontstaan dat is dan
natriumcarbonaat en de andere is kaliumhydroxide. Verdeel de overige
2 oplossingen (dus de 2 groene) elk over 2 reageerbuizen. Voeg steeds
aan de ene de ene zure oplossing toe en aan de andere de andere zure
oplossing. Bij een oplossing zul je 2x niet zien. Deze oplossing is dus
natriumchloride. Bij de laatste oplossing die dus bariumnitraat moet zijn
krijg je een keer een neerslag en een keer niet. Het zuur waarbij de
neerslag ontstaat is zwavelzuur en het andere zuur is salpeterzuur
b
2H3O + (aq) + CO32─ (aq) → 3H2O (l) + CO2 (g)
Ba2+ (aq) + SO42─ (aq) → BaSO4 (s)
20
a
b
c
Het is Li+ dus moet het H─ zijn (geheel neutraal)
LiH (s) + H2O → Li+ (aq)+ H2(g) + OH─ (aq)
Bij deze reactie ontstaat een gas die de reddingsvesten of boten
kunnen vullen.
21
a
Als de stof fijner verdeeld is dan is het oppervlakte groter en heb je dus
meer botsingen dus een snellere reactie
Mg(OH)2(s) + 2H3O + (aq) → Mg2+ (aq) + 4H2O (l)
b
mmol
mg
1
58,32
?
200
?=
1 • 200;58
= 3,43 mmol Mg(OH)2
32
Mg(OH)2 : H3O+ = 1 : 2
dus 2 • 3.43 = 6,96 mmol H3O+ < 10mmol
dus voldoet aan voorwaarde
22
c
d
HCO3─ (aq) + H3O+ (aq) → 2H2O (l) + CO2 (g)
Bariumcarbonaat Bariumverbindingen zijn giftig en een carbonaat dus
gasontwikkeling dus niet geschikt.
Bariumsulfaat niet geschikt want bariumverbindingen zijn giftig.
Loodhydroxide loodverbindingen zijn giftig dus niet geschikt.
magenesiumhydroxide bevat hydroxide ionen dus kan zuur binden en
Magnesiumionen zijn niet giftig dus geschikt.
Natriumcarbonaat geeft gastontwikkeling dus niet geschikt.
Dus moet hij Magnesiumhydroxide gebruiken.
a
Broomthymolblauw heeft een omslagtraject van 6,0 - 7,6 dus als de
kleurverandering net zichtbaar is dan is de pH boven de 6,0 dus bijna
neutraal.
Van geel naar groen
H3O+ (aq) + OH─ (aq) → 2H2O (l)
b
c
d
mmol
9,60 •
10─3
?
mL
1
? = Error!= 0,101 mmol OH─
10,5
e
bij neutralisatie aantal mmol OH─ = aantal
mmol H3O+
dus ook 0,1008 mmol H3O+ in 10,0 ml
f
[H3O+] = Error!= Error! = 0,0101 M
9.4 Hoe bereken je de pH
23
a
b
c
d
e
pH = 2,50 [H3O+] = 10 ─pH = 10─2,50 = 3,2 • 10-3 (2 significante cijfers)
5 x verdunnen betekent dat het volume met een factor 5 toeneemt dus
volume moet 100 • 5 = 500 ml worden dus hij moet 500 ─ 100 = 400 ml
toevoegen
[H3O+] = Error!= 6,4 • 10-4
pH = - log [H3O+] = - log (6,4 • 10-4) = 3,19 (2 cijfer achter de komma)
pH = 4,3 dan [H3O+] = 10- pH = 10-4,3 = 5,01 • 10-5 mol / L
verdunningsfactor = Error!= Error!= 63,9
nieuwe volume = 63,9 • 0,1 = 6,39 L
toevoegen 6,39 0,1 = 6,38
of
100 ml pH = 2,50 bevat 3,2 • 10-3 • 0,1 = 3,2 • 10-4 mol
nieuwe concentratie = Error!= 5,01 • 10-5
3.2 • 10-4;5
nieuwe volume = 01 • 10-5 = 6,39 L
dus toevoegen 6,39 ─ 0,1 = 6,38 L
24
a
b
de
pH = 0 [H3O+] = 10-0 = 1 mol / L
pH = 2,5 [H3O+] = 10-2,5 = 3 • 10-3
dus tussen 3 • 103 en 1 mol /L
ja want een pH van 0 beteken een concentratie van 1 mol per liter Als
concentratie groter is dan 1 mol / L dat is de pH negatief
bv [H3O+] = 3 mol /L pH = - log 3 = -0,48
maximaal 22,6 mol / L HCl oplossen dus [H3O+] = 22.6 mol / L
pH = -log 22,6 = -1,354 (3 cijfers achter de komma want geg 3
significante cijfers)
d
pH = 14,8 dus pOH = 14 ─ 14,8 = -0,8
[OH-] = 10-pOH = 10-( -0,8) = 100,8 = 6,3 mol /L
c
25
a
[OH-] = 3,39 • 10-5 pOH = - log [OH-] = - log (3,39 • 10-5) = 4,470 (3
significante cijfers) pH = 14,000 ─ 4,470 = 9,530
b
[OH-] = Error! = Error! = 5,2 • 10-7 mol / L
pOH = - log [OH-] = -log (5,2 • 10-7) = 6,28 (2 significante cijfers)
pH = 14,00 ─ 6,28 = 7,72
c
0,50 mol Ba(OH)2 tot 500 mL
Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OHdus Ba(OH)2 : OH- = 1 : 2
dus 2 • 0,50 = 1,00 mol OH- per Liter
pOH = -log [OH-] = - log Error! = -0,30
pH = 14,00 ─ -0,30 = 14,30
d
1,3 mol Na2O tot 1L
Na2O + H2O → 2Na1+ + 2OH-
e
dus Na2O : OH- = 1 : 2
dus 2 • 1,3 = 2,6 mol OH- per Liter
pOH = -log [OH-] = - log 2,6 = 0,41
pH = 14,00 ─ - 0,41 = 14,41
[OH-] =
Error! = 4,8 • 10-3
pOH = - log (4,8 • 10-3) = 2,32 (2 significante cijfers)
pH = 14,00 ─ 2,32 = 11,68
26
In een basische oplossing neemt de [H3O+] concentratie niet af maar neemt
de [OH-] concentratie af dus pOH = 14,0 ─ 10,0 = 4,0
bij verdunning met factor 10 wordt dus pOH = 5,0 dus pH = 9
(bij verdunning gaat pH altijd richting 7)
27
a
Als oplossing geel wordt moet pH minimaal 2,8 worden
dus [H3O+] = 10-2,8 = 1,58 • 10-3 mol / L
[H3O+] was 10-1,0 = 0,1 mol / L
verdunningsfactor = Error!= Error!= 63,3
nieuwe volume = 63,3 • 5 = 316 L
toevoegen 316 ─ 5 = 311 L
of
hoeveelheid H3O+ = 5,0 • 0,1 = 0,5 mmol H3O+
nieuwe concentratie = Error! = 1,58 • 10-3
aantal ml = Error! = 316 • 102 ml dus toevoegen minimaal 316 ─ 5 =
311 ml
b
14
7
1
0
c
De oplossing zal in het begin rood zijn dan gaat hij via oranje naar geel dan
blijft hij
een tijdje geel en daarna gaat het via groen naar blauw wat ook
na meer opl zo blijft.
28
a
b
c
pOH = 14 ─ pH = 14,00 ─ 12,60 = 1,40
[OH-] = 10-pOH = 10-1.40 = 0,040 mol / L
pOH = 14 ─ pH = 14,00 ─ 11,30 = 2,70
[OH-] = 10-pOH =
10-2,70= 0,0020 mol / L
verdunningsfactor = Error!= Error!= 20
nieuwe volume = 20 • 10,0 = 200,0
dus toevoegen 200,0 ─ 10,0 = 190,0 mL
29
a
[H3O+]= 10-pH = 10-3,00 = 1,0 • 10-3 mol / L
mmol
1,0 • 10-
ml
1,0
3
30
?
1
? = 0 • 10-3 • 50; 1 = 5,0 • 10-2 mmol
50
b
[H3O+] = Error!= 0,080 mol / L
pH = -log [H3O+] = - log 0,08 = 1,10
a
b
c
pH = -log [H3O+] = - log 0,102 = 0,99
Ca(HCO3)2 (s)+ 2H3O+ (aq)→ Ca2+ (aq) + 2H2O(l) + CO2 (g)
CO2
164 cm3 ≙ 0,164 dm3
mol
1
?
dm3
24,0
0,164
? = Error!= 6,83 • 10-3 mol ≙ 6,83 mmol
Ca(HCO3)2 : CO2 = 1 : 2
dus 0,5 • 6,83 = 3,42 mmol Ca(HCO3)2
M(Ca(HCO3)2 = 40,08 + 2 •(1,008 + 12,01 + 3 • 16,00) = 162,12 g / mol
mmol
1
3,42
mg
162,12
?
? = Error!= 554 mg Ca(HCO3)2
d
MgO (s) + 2H3O+ (aq)→ Mg2+ (aq) +
3H2O (l)
e
pOH = -log 0,120 = 0,921
pH = 14,000 ─ 0,921 = 13,079
f
2OH─ (aq) + 2H3O+ (aq) → 4H2O (l)
Ba2+ (aq) + SO42- (aq) → BaSO4 (s)
g
Ca(HCO3)2 + H3O+ = 1 : 2 dus er reageert 6,83 mol H3O+ (zie 29c)
toegevoegd 50 ml 0,102 M
dus 50,0 • 0,102 = 5,01 mmol H2SO4
nog over 0,600 mmol H2SO4 dus voor reacties 5,01 ─ 0,600 = 4,41
H2SO4 : H3O+ = 1 : 2
dus toegevoegd 2 • 4,41 = 8,82 mol H3O+
gereageerd met Ca(HCO3)2 is 6,83
mmol
mg
1
40,305
dus nog over voor MgO is 8,82 ─ 6,83 =
0,995
?
1,99
mmol H3O+
MgO : H3O+ = 1 : 2
dus 0,5 • 1,99 = 0,995 mmol MgO
? = Error! = 40,1 mg MgO
9.5 Toepassingen
Tandglazuur
1
C6H12O6(aq)
→ 2C3H6O3 (aq)
2
[H3O+] = 10- pH = 10- 5,5 = 3,16 · 10-6
3
pH = 7 [H3O+] = 10-7
3
verhouding = 16 · 10-6; 10-7 =31,6
4
Tandglazuur bevat Ca10(PO4)6(OH)2 dus bevat de base OH- (en ook base
PO43-) en kan dus reageren met H3O+
5
Ca10(PO4)6(OH)2 (s) + 8H3O+ (aq) → 10Ca2+ (aq) + 6HPO42─ (aq)+ 10H2O (l)
Drop
6
Er gaat een H+ deeltje van het NH4+ naar OH─ . NH4+ is dus een
protonendonor en OH─ en protonenacceptor
7
Om de NH3 te verwijderen.
8
NH3 is basische dus wordt het lakmoespapier blauw
9
De oplossing zal rose kleuren want we hebben een overmaat NaOH
toegevoegd. De oplossing was pH = 13 en zal wel iets gedaald zijn, maar zal
nog niet onder de 10 zijn.
10
Nodig 12,2 ml 0,0500 M zwavelzuur
dus toegevoegd 12,2 • 0,0500 = 0,61 mmol zwavelzuur.
zwavelzuur is een 2 waardig zuur dus H2SO4 : H3O+ = 1 : 2
dus toegevoegd 0,61 • 2 = 1,22 mmol H3O+
oplossing bevatte 25 • 0,100 = 2,50 mmol OH─
dus gereageerd met NH4+ = 2,50 ─ 1,22 = 1,28 mmol
NH4+ : OH─ = 1 : 1 dus ook 1,28 mmol NH4+
11
NH4+ : NH4Cl = 1 : 1 dus ook 1,28 mol NH4Cl
M(NH4+Cl) = 53,491 g / mol (tabel 98)
mol
1
1,28
g
53,491
?
? = Error!= 86,5 mg ≙ 0,0865 g
massapercentage = Error!• 100 = Error!• 100 = 6,11 %
Bodemoplossing en pH
12
kaliumnitraat KNO3
calciumoxide CaO
kaliumdiwaterstoffosfaat KH2PO4
13
Calciumoxide bevat de base O2─ en kan de pH verhogen.
14
kaliumdiwaterstoffosfaat bevat het deeltje H2PO4─. Deze kan zowel een H+
afstaan als een H+ opnemen. De kleur met thymolblauw is oranjegeel wat
betekent dat de pH van de oplossing tussen de 1,2 en 2,8 zit dus zuur. Dus
blijkbaar gedraag hij zich als zuur en niet als base.
15
pH = 12,3 dus pOH = 14 ─ 12,3 = 1,7
[OH─] = 10─1,7 = 2 • 10─2
16
OH─ (s) + H3O+ (aq) → H2O (l)
17
Voeg aan de kalkmelk wat broomthymolblauw toe. De oplossing zal dan blauw
kleuren. Bepaal hoeveel zoutzuur je nodig hebt om de oplossing van blauw
naar geel te laten omslaan.
18
pH = 3,24 dus [H3O+] = 10─3,24 = 5,75 • 10─4 mol / L
om de pH naar 7 te laten gaan moet je aan 1 liter dus 5,75 • 10─4 mol OH─
toevoegen of te wel 0,575 mmol OH─
mmol
1,5
0,575
ml
100
?
? = Error!= 38 ml
Zuur afval
19
Doop het blauwe (of neutrale) lakmoespapier in het grondwater. Als het rood
wordt dan is het grondwater zuur.
20
CaCO3(s) + 2H3O+(aq) → Ca2+ (aq) + 3H2O (l) + CO2(g)
21
H3O+ (aq) + OH─(aq) → 2H2O (l)
22
Natriumoxide en natriumcarbonaat
23
60% vaste bestandelen dus 40 % vloeistof
1 · 106 m3 slib ≙ 0,4 · 106 m3 vloeistof ≙ 4 · 108 L
pH = 2,7  [H+] = 10-2,7 =1,99 · 10─3 mol / L
hoeveelheid H+ = 4 · 108 · 1,99 · 10─3 =8,0 · 105 mol
Na2CO3 + H+ = 1 : 2 dus 2 · 8,0 · 10 = 1,6 · 106 mol Na2CO3
1,6 · 106 · 286,2 = 4,6 · 108 g natriumcarbonaat
de pH in een aquarium
24
HSO4─
25
HSO4─ is een zuur en kan een H+ afstaan volgens
HSO4─ (aq) + H2O(l) → SO42─(aq) + H3O+ (aq)
26
pH = 8,0 dus pOH = 14,0 ─ 8,0 = 6,0
[OH─] = 10─pOH = 10─6,0 = 1 • 10─6 mol / L
27
mol
1• 10-6
?
L
1
200
mol
1
?
g
120,06
0,18
? = Error! = 2 • 10─4 mol OH─
0,18 g NaHSO4 M = 120,06 (tabel 98)
? = Error!= 1,50 • 10─3 mol NaHSO4
NaHSO4 : HSO4─ = 1 : 1 dus ook 1,50 • 10─3
mol HSO4─ per 100 ml
Je voegt 10 ml toe dus toegevoegd 1,50 • 10─4 mol HSO4─
HSO4─ (aq) + OH─ (aq) → H2O (l) + SO42─(aq)
dus HSO4─ : OH─ = 1 : 1 dus ook 1,5 • 10─4 mol OH─ binden.
28
HSO4─ (aq) + OH─(l) → SO42─(aq) + H2O (aq)
29
1,5 • 10─4 mol HSO4─ en 2 • 10─4 met OH─ dus OH─ blijft over
dus nog over 2 •10-4 ─ 1,5 • 10─4 = 0,5 • 10─4 mol OH─
0
[OH─] = 5 • 10─4; 200 = 2,5 • 10─7
pOH = ─ log [OH─] = -log(2,5 • 10─7) = 6,6
pH = 14,0 ─ 6,6 = 7,4