Uitwerkingen van de vragen en opdrachten van

Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
Uitwerkingen van de vragen en opdrachten van hoofdstuk 6
Paragraaf 6.2
Vragen en opdrachten
A2
indicator
pH
3
rood
geel
kleurloos
methyloranje
broomthymolblauw
fenolftaleïen
A3
a
b
c
d
pH
6
oranjegeel
geel
kleurloos
pH
11
oranjegeel
blauw
paarsrood
De oplossing wordt minder zuur. De pH wordt dus hoger en nadert 7. De oplossing gaat immers
steeds meer op water lijken.
De oplossing wordt minder basisch. De pH wordt lager en nadert 7. Ook hier gaat de oplossing steeds
meer op water lijken.
Tot de pH van zuiver water dus 7.
Tot de pH van zuiver water dus 7.
B4
Nee, rood is de 'zure kleur' van lakmoes en blauw de 'basische kleur'.
B5
Broomthymolblauw wordt geel: pH < 6,0
Congorood wordt oranjerood: pH > 5,0
De pH van de oplossing ligt dus tussen 5,0 en < 6,0.
B6
a
b
Broomfenolrood wordt paarsrood: pH > 6,8
Thymolblauw wordt geel: 4 < pH < 8 (let op: twee omslagtrajecten!)
De pH van de oplossing ligt tussen 6,8 en 8.
Zie elk van de indicatoren in het antwoord op vraag a.
Paragraaf 6.3
Vragen en opdrachten
A8
a
b
c
B9
a,b,c 1 H2SO4
2 H2S
3 H3PO4
4 HNO3
5 CO2
6 zie 2
7 NH4+
8 HBr
d
Als er beweeglijke geladen deeltjes in aanwezig zijn.
Zure oplossingen bevatten allemaal beweeglijke H+-ionen (en negatieve zuurrestionen).
De positieve ionen hoeven geen H+-ionen te zijn. Denk maar aan zoutoplossingen.
twee waardig zuur
twee waardig zuur
drie waardig zuur
een waardig zuur
twee waardig zuur
sterk zuur
zwak zuur
zwak zuur
sterk zuur
zwak zuur
een waardig zuur
een waardig zuur
zwak zuur
sterk zuur
4 HNO3(l)  H+(aq) + NO3-(aq)
7 NH4+ (aq) ⇆ NH3(aq) + H+ (aq)
8 HBr  H+ (aq) + Br− (aq)
e
1 2H+(aq) + SO42(aq)
2 H2S(aq)
3 H3PO4(aq)
4 H+ (aq) + NO3 (aq)
5 H2O + CO2
6 zie 2
7 NH4+ (aq)
8 H+ (aq) + Br− (aq)
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
B10
a
b
c
d
e
waterstofchloride-oplossing of zoutzuur
zuiver salpeterzuur
koolstofdioxide oplossing
zuiver waterstofchloride
zwavelzuuroplossing
C11
Mg (s) + 2H+ (aq)  Mg2+(aq) + H2 (g)
400 · 103;24
= 0,0165 mol
31
+
+
H 10,0 ml 1,00 M HCl H : HCl = 1 : 1
a
Magnesium 400 mg ≙
b
 10,0 · 103 · 1,00 = 0,0100 mol H+
Mg : H+ = 1 : 2  magnesium in overmaat aanwezig
H+ : H 2 = 2 : 1
c
0,0100 mol H+ ≙ 0,00500 Mol H2 = 5,00 · 103 mol
1,0 m3 weegt 0,0827 kg
1,0 · 106 cm3 weegt 82,7 g
5,00 · 103 mol H2 ≙ 2. 016 · 5,00 · 103 g = 1,01 · 102 g
82,7
cm3
1,0 ·106
x = Error!=1,2 · 10
C12
a
b
c
1,01 · 102
g
x
2
zuur HY want de hoeveelheid H+ is gelijk aan de hoeveelheid opgelost zuur.
voor zuur HX
K = Error!
voor zuur HZ
K = Error!
bij zuur HX is de concentratie H+ het kleinst. Hoe kleiner het percentage gesplits zuur hoe zwakker
het zuur. HX is dus het zwakste zuur
Paragraaf 6.4
Vragen en opdrachten
B14
B15
a
[H+] = 10 –pH = 10–4,2 = 6 · 10–5 mol / L
b
[H+] = 10 –pH = 10–1,3 = 5 · 10–2 mol / L
c
[H+] = 10 –pH = 10–2,0 = 1 · 10–2 mol / L
d
[H+] = 10 –pH = 10–0,855 = 1,40 · 10–1 mol / L
a
Molverhouding HCl : H+ = 1 : 1
[H+] = 0,035 mol L-1
pH = -log[H+]
pH = -log0,035
toets in log 0,035
pH = 1,46
Molverhouding H2SO4 : H+ = 1 : 2
[H+] = 2  0,345 = 0,690 mol L-1
pH = -log[H+]
pH = -log0,690 = 0,161
b
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
c
We gaan eerst uitrekenen hoeveel mol H + in het mengsel zit.
Salpeterzuuroplossing:
Molverhouding HNO3 : H+ = 1 : 1
[H+] = 0,10 mol L-1
mol
liter
0,10
1,00
x
10,0  10-3
x = Error!= 1,0 · 10–3
In 10,0 mL van het salpeterzuur zit 1,0  10-3 mol H+
Zoutzuur:
Molverhouding HCl : H+ = 1 : 1
[H+] = 0,56 mol L-1
mol
liter
0,56
1,00
y
25,0  10-3
y = Error!
In 25,0 mL van het zoutzuur zit 1,4  10-2 mol H+
Mengsel:
In 35,0 mL mengsel zit 1,0  10-3 + 1,4  10-2 =
1,5  10-2 mol H+.
Nu gaan we de [H+] in het mengsel berekenen.
mol
liter
z
1,00
1,5  10-2
35,0  10-3
z = Error!= 4,3 · 10–1 mol H+
d
[H+] in mengsel is 4,3  10-1 mol L-1
pH = -log[H+]
pH = -log4,3  10-1
pH = 0,37
Eerst berekenen we [H+] in de citroensap.
mol
liter
x=
x
1,00
1,0  10-4
100  10-3
1
= 1,0 · 10–3 mol H+
0 · 10 ;100·10–3
–4
[H+] = 1,0  10-3 mol L-1
pH = -log[H+]
pH = -log1,0  10-3
pH = 3,00
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
B16
1,0 liter zoutzuur met pH 2,50:
[H+] = 10 –pH = 10–2,50 = 3,2 · 10–3 mol / L
Molverhouding H+ : HCl = 1 : 1
In 1,0 liter moet 3,2  10-3 mol HCl worden opgelost.
Molecuulmassa HCl = 1,008 + 35,45 = 36,458 u
Molaire massa HCl = 36,458 g
mol
gram
3,2  10-3
x
1,000
36,458
x = Error!= 1,2 · 10–1 g HCl
Je moet 1,2  10-1 g HCl oplossen in 1,0 liter om een pH van 2,50 te krijgen.
1,0 liter salpeterzuuroplossing met pH 2,50:
[H+] = 10 –pH = 10–2,50 = 3,2 · 10–3 mol / L
Molverhouding H+ : HNO3 = 1 : 1
In 1,0 liter moet 3,2  10-3 mol HNO3 worden opgelost.
Molecuulmassa HNO3 = 1,008 + 14,01 + 3  16,00 = 63,018 u
Molaire massa HNO3 = 63,018 g
mol 1,000
gram 63,018
3,2  10-3
y
y = Error!= 2.1 · 10–1 g HNO3
Je moet 2,0  10-1 g HNO3 oplossen in 1,0 liter om een pH van 2,50 te krijgen.
a
16
[H+] = 10 –pH = 10–3,0 = 1,0 · 10–3 mol/l
Molverhouding H+ : HCl = 1 : 1
In 1,0 liter oplossing is 1,0  10-3 mol HCl opgelost.
In 100  10-3 liter oplossing = 1,0  10-4 mol HCl opgelost.
.
Eerst gaan we uitrekenen hoeveel mol H+-ionen we aan 1,0 m3 zeewater moeten toevoegen om een pH van
3,0 te krijgen.
[H+] = 10 –pH = 10–7,0 = 1 · 10–7 mol / L
[H+] = 10 –pH = 10–3,0 = 1 · 10–3 mol / L
Aan 1,0 liter zeewater moet worden toegevoegd: 1  10-3 - 1  10-7 = 1  10-3 mol H+-ionen.
Aan 1,0  103 liter zeewater moet worden toegevoegd: 1,0  103  1  10-3 = 1 mol H+-ionen.
Molverhouding H+ : H2SO4 = 2 : 1
Aan 1,0 m3 zeewater moet je 0,5 mol H2SO4 toevoegen.
In 1,0 liter zwavelzuuroplossing is 2,0 mol H2SO4 opgelost.
mol
liter
2,0
1,00
0,5
x
x = Error! = 0,3 liter H2SO4 - oplossing
Aan 1,0 m3 zeewater moet men 0,3 liter van de zwavelzuuroplossing toevoegen.
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
Paragraaf 6.5
Vragen en opdrachten
B19
a,b
1 zwakke base
2 sterke base
CN (aq) + H2O(l) ⇆ HCN + OH-(aq)
O2- + H2O(l)  OH-(aq) + OH-(aq)
3 NO3− is geen base
C20
C21
a,b,c
1
2
c
d
a
b
4 zwakke base
ClO2 − (aq) + H2O(l) ⇆ HClO2 (aq) + OH-(aq)
5 zwakke base
HC2O4− (aq) + H2O (l) ⇆ H2C2O4 (aq) + OH− (aq)
CH3COONa(s)  CH3COO-(aq) + Na+(aq)
KOH (s)  K+ (aq) + OH
NH4Cl (s)  NH4+ (aq) + Cl
MgNO3 (s)  Mg2+ (aq) + NO3
bevat base CH3COO dus pH wordt > 7
bevat base OH dus pH > 7
bevat zuur NH4+
dus pH wordt < 7
bevat geen zuur of base dus pH = 7
Wouter: CaO(s) + H2O(l)  Ca2+(aq) + 2 OH-(aq)
Mirjam: Ca(OH)2(s)  Ca2+(aq) + 2 OH-(aq)
Wouter:
molecuulmassa CaO = 40,08 + 16,00 = 56,06 u
molaire massa CaO = 56,06 g
mol 1,000 x
gram 56,06 0,50
x = Error!= 8,9 · 10–3 mol CaO
c
Molverhouding CaO : OH- = 1 : 2
In de oplossing van Wouter zitten 2  8,9  10-3 = 1,8  10-2
mol OH--ionen.
Mirjam:
molecuulmassa Ca(OH)2 = 40,08 + 2  16,00 +
2  1,008 = 74,096 u
molaire massa Ca(OH)2 = 74,096 g
mol 1,000
gram 74,096
y
0,50
y = Error!= 6,7 · 10–3 mol Ca(OH)2
d
C22
a
b
c
Molverhouding Ca(OH)2 : OH- = 1 : 2
In de oplossing van Mirjam zitten 2  6,7  10-3 = 1,3  10-2 mol OH--ionen.
Wouter: In 1,0 liter oplossing zit 1,8  10-2 mol OH--ionen.
Molverhouding Ca(OH)2 : OH- = 1 : 2
In 1,0 liter is dus 0,50  1,8  10-2 = 9,0  10-3 mol Ca(OH)2 opgelost.
De molariteit van Ca(OH)2 is dus 9,0  10-3 mol L-1
Mirjam: In 1,0 liter oplossing is 6,7  10-3 mol Ca(OH)2 opgelost.
De molariteit van Ca(OH)2 is dus 6,7  10-3 mol L-1
CH3COONa  CH3COO (aq) + Na+ (aq)
ja CH3COO is een base
CH3COO (aq) + H2O (l)  CH3COOH (l) + OH (aq)
Pb(NO3)2 (s)  Pb2+ (aq) + 2 NO3 (aq)
Pb2+ (aq) + 2OH (aq)  Pb(OH)2 (s)
C23
a
b
c
NH3(g)  NH3 (aq)
NH3(aq) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH (aq)
Cu(NO3)2 (s)  Cu2+ (aq) + 2 NO3 (aq)
Cu2+ (aq) + 2OH (aq)  Cu(OH)2 (s)
C24
a
1
KOH (s)  K+ (aq) + OH− (aq)
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
b
c
2
Na2SO3 (s)  2Na (aq) +
3
1
NaNO2 (s)  Na (aq) +
zie vgl bij 1
2
SO3 2− (aq) + H2O (l) ⇆ HSO3− (aq) + OH− (aq)
3
NO2− (aq) + H2O (l) ⇆ HNO2 (aq) + OH− (aq)
SO32−
+
+
NO−
(aq)
(aq)
de basen SO32− en NO2− zijn zwakke basen. Ze reageren dus in evenwicht met
water. Dat wil dus zeggen dat niet alles is omgezet in het zuur en dus de hoeveelheid
OH− kleiner is dan bij een sterke base als KOH
Paragraaf 6.6
Vragen en opdrachten
B26
a
b
c
Molverhouding KOH : OH- = 1 : 1
[OH-] = 0,015 mol L-1
pOH = -log [OH–] = 1,82
pH = 12,18
Molverhouding NaOH : OH- = 1 : 1
[OH-] = 0,125 mol L-1
pOH = -log[OH–]
pOH = -log 0,125 = 1,903
pH = 14 - pOH = 12,097
Molverhouding Ba(OH)2 : OH- = 1 : 2
[OH-] = 2  0,0045 = 9,0  10-3 mol L-1
pOH = – log OH– = – log 9,0 · 10–3 = 2,04
pH = 14 – pOH = 14 – 2,04 = 11,96
B27
a
pOH = 14 – pH = 14 – 9,80 = 4,20
b
[OH–] = 10 –pOH = 10–4,20 = 6,3 · 10–5mol / L
pOH = 14 – pH = 14 – 9,15 = 4,85
c
[OH–] = 10 –pOH = 10–4,85 = 1,4 · 10–5mol / L
pOH = 14 – pH = 14 – 10,5 = 3,5
[OH–] = 10 –pOH = 10–3,5 = 3 · 10–4mol / L
C28
a
b
c
d
pOH = 14 – pH = 14 – 10,80 = 3,20
[OH–] = 10 –pOH = 10–3,20 = 6,3 ·10 –4 mol / L
Na2O(s) + H2O(l)  2 Na+(aq) + 2 OH-(aq)
Molverhouding Na2O : OH- = 1 : 2
Men moet 3,1  10-4 mol Na2O per liter oplossen.
Molecuulmassa Na2O = 2  22,99 + 16,00 = 61,98 u
Molaire massa Na2O = 61,98 g
mol
1,000 3,1  10-4
gram 61,98 x
x = 3,1 · 10–4 · 61,98 = 1,9 · 10–2
Men moet 1,9  10-2 g Na2O per liter oplossen.
g
C29
a
b
c
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
Ba(OH)2  8H2O(s)  Ba2+(aq) + 2 OH-(aq) + 8 H2O(l)
BINAS tabel 45B.
Oplosbaarheid Ba(OH)2  8H2O is 4,73  101 g kg-1 water.
1,00 kg water heeft een volume van 1,00 dm3.
Tijdens het oplossen is het volume niet veranderd. De verzadigde oplossing heeft dus ook een volume
van 1,00 dm3.
Daarin is opgelost: 1,50  10-1 mol Ba(OH)2  8H2O (zie tabel 45).
Molverhouding Ba(OH)2  8H2O : OH- = 1 : 2
[OH-] = 2  1,50  10-1 = 3,00  10-1 mol L-1
pOH = – log [OH–] = – log 3,00 · 10–1 = 0,523
pH = 14 – pOH = 14 – 0,523 = 13,477
Paragraaf 6.7
Vragen en opdrachten
A31
a
b
c
d
Ca3(PO4)2 bevat de base PO43 en is dus geschikt om de grond te ontzuren
NH4 Cl
bevat geen base dus niet geschikt ( verhoogt de pH zelfs want bevat het zuur NH 4+)
NaCl
bevat geen base dus niet geschikt
CaCO3
bevat de base CO32 dus geschikt
A32
a
b
c
d
e
Deze reactie is geen zuur-base reactie maar een neerslagreactie.
Deze reactie is een zuur-base reactie. De base O2- neemt H+-ionen op.
Deze reactie is een zuur-base reactie. De base NH3 neemt H+ op van het zuur HCl.
Deze reactie is een zuur-base reactie. De base OH- neemt H+ op van het zuur HS-.
Deze reactie is geen zuur-base reactie maar een verbrandingsreactie.
B33
a
Zoutzuur is de oplossing van het zuur HCl. De H +-ionen reageren.
In een oplossing van natriumsulfiet is de base SO32- aanwezig. Die komt dus in de reactievergelijking
terecht.
De base kan twee H+ opnemen.
SO32-(aq) + 2 H+(aq)  H2SO3(aq)  H2O(l) + SO2(g)
Natronloog is een oplossing van de base OH-. In de reactievergelijking staan OH--ionen.
Verdund zwavelzuur is een oplossing van het sterke zuur H2SO4. In de reactievergelijking staan H+ionen.
OH-(aq) + H+(aq)  H2O(l)
Calciumoxide is een vaste stof waarin de sterke base O2- voorkomt. De complete formule CaO komt
dus in de reactievergelijking.
In een azijnzuuroplossing zit het zuur CH3COOH dat gesplits is. In de reactievergelijking staat dus
H+ .
CaO(s) + 2 H+(aq)  Ca2+(aq) + H2O(l)
Koolstofdioxide vormt met water het zuur H2CO3. H+ komt dus in de reactievergelijking terecht.
Kaliloog is een oplossing van de base OH-. In de reactievergelijking staan OH--ionen.
b
c
d
e
B34
H+ (aq) + OH-(aq)  2 H2O(l)
In een salpeterzuuroplossing is het zuur HNO3 opgelost. In de reactievergelijking staan H +-ionen.
In een oplossing van natriumwaterstofsulfide zit de base HS-. Die staat dus in de reactievergelijking.
HS-(aq) + H+(aq)  H2S(aq)
In alle drie de gevallen reageert het zuur met de base CO32- die aanwezig is in de kalk (CaCO3). Daardoor
verdwijnt de kalk.
azijnzuuroplossing + kalk:
2H+(aq) + CaCO3(s)  Ca2+(aq) H2CO3(aq)  H2O(l) + CO2(g) + Ca2+
methaanzuur + kalk:
2 H+(aq) + CaCO3(s)  Ca2+(aq) H2CO3(aq)  Ca2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)
oxaalzuur en kalk:
2H+(aq) + CaCO3(s)  Ca2+(aq) H2CO3(aq)  Ca2+ + H2O(l) + CO2(g)
B35
a
b
B36
a
b
c
d
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
Kalkwater is een oplossing van calciumhydroxide. In die oplossing zitten watermoleculen, Ca 2+-ionen
en OH--ionen.
Een zuur--base reactie tussen het zwakke zuur H2CO3 en de sterke base OH-:
H+ + OH-(aq)  H2O(l)
Een neerslagreactie tussen de Ca2+-ionen en de gevormde CO32--ionen:
Ca2+(aq) + CO32-(aq)  CaCO3(s)
Joop meet 10 mL kaliloog af en doet er een druppel fenolftaleïen bij. De oplossing is roze. Dan voegt
hij vanuit een maatcilinder in kleine hoeveelheden salpeterzuuroplossing toe totdat de kleur van de
fenolftaleïen verandert in kleurloos. Hij kijkt hoeveel salpeterzuuroplossing hij heeft toegevoegd.
Kaliloog is een oplossing van de sterke base OH-. In de reactievergelijking staan OH--ionen.
In een salpeterzuuroplossing is het sterke zuur HNO3 opgelost. In de reactievergelijking staan H+ionen.
De base neemt één H+ op.
OH-(aq) + H+(aq)  H2O(l)
Als de kleur van fenolftaleïen verandert van roze naar kleurloos.
We gaan eerst uitrekenen hoeveel mol H + in 35 mL 0,050 molair salpeterzuuroplossing zitten.
mol
liter
0,050
1,00
x
35  10-3
x = 0,050 · 35 · 10–3 mol H
Molverhouding H+ : OH- = 1 : 1
-3
Er heeft dus 1,75  10 mol OH gereageerd.
1,75  10-3mol OH- zat in 25 mL kaliloog.
mol
liter
1,75  10-3
25  10-3
y
1,00
1
= 7,0 · 10–2 mol OH75 · 10 ;25 · 10–3
In 1,0 liter kaliloog zit 7,0  10-2 mol OH-.
[OH-] = molariteit KOH = 7,0  10-2 mol L-1
y=
C37
a
b
–3
Alleen de zwavelzuuroplossing is zuur. De natriumchloride-oplossing is neutraal en de twee andere
oplossingen zijn basisch.
Doop in elke oplossing een stukje rood lakmoespapier en een stukje blauw lakmoespapier.

De oplossing waarin het blauwe lakmoes rood wordt en het rode lakmoes rood blijft, is de
zwavelzuuroplossing.

De oplossing waarin rood lakmoes rood blijft en blauw lakmoes blauw blijft is de
natriumchloride-oplossing.

In beide andere oplossingen wordt rood lakmoes blauw en blijft blauw lakmoes blauw.
Schenk vervolgens een beetje zwavelzuuroplossing bij de beide basische oplossingen. De oplossing
waarin een gas ontstaat is de natriumcarbonaatoplossing. De andere oplossing is de kaliumhydroxideoplossing.
CO32-(aq) + 2 H+(aq)  H2CO3(aq)  H2O(l) + CO2(g)
OH-(aq) + H+(aq)  H2O(l)
C38
Natriumwaterstofcarbonaat bevat de zwakke base HCO3-. Die komt dus in de reactievergelijking terecht.
Acetylsalicylzuur is een zwak zuur met formule HZ. Die komt ook in de reactievergelijking terecht. De base
kan één H+ opnemen en het zuur kan één H+ afstaan.
HCO3-(aq) + H+(aq)  H2CO3(aq) + Z-(aq)  H2O(l) + CO2 (g) + Z-(aq)
C39
a
b
c
[H+] = 10 –pH = 10–4,50 = 3,2 · 10–5 mol / L
In 1,0 dm3 grond (met pH 4,50) zit 3,2  10-5 mol H+.
In 1,0 m3 grond ( met pH 4,50) zit dus 3,2  10-5  103 = 3,2  10-2 mol H+.
[H+] = 10 –pH = 10–5,00 = 1,0 · 10–5 mol / L
In 1,0 dm3 grond (met pH 5,00) zit 1,0  10-5 mol H+.
In 1,0 m3 grond ( met pH 5,00) zit dus 1,0  10-5  103 = 1,0  10-2 mol H+.
Er moet worden verwijderd: 3,2  10-2 - 1,0  10-2 = 2,2  10-2 mol H+.
CO32-(aq) + 2H+(aq)  H2CO3(aq)  H2O(l) + CO2(g)
Molverhouding CO32- : H+ = 1 : 2
Er is nodig: 1,1  10-2 mol CO32-.
Hoofdstuk 6 Havo NG/NT 1
d
Molverhouding CaCO3 : CO32- = 1 : 1
Er is nodig 1,1  10-2 mol CaCO3.
Molecuulmassa CaCO3 = 40,08 + 12,01 + 3  16,00 = 100,09 u
Molaire massa = 100,09 g
mol 1,000
gram 100,09
1,1  10-2
x
x = 100,09 · 1,1 · 10–2 g
Per m3 grond moet 1,1  10-3 kg CaCO3 worden gestrooid om de pH te verhogen van 4,50 tot 5,00.