16.2
Sterke zuren en basen reageren aflopend met water. Bij de reactie van zwakke zuren en
basen met water ontstaat een evenwicht. In een reactiemengsel reageert het sterkste
zuur steeds met de sterkste base.
Deeltjes die als een zuur en als een base kunnen reageren noem je amfolyt. In BInas T
49 zijn 2 deeltjes die als zuur en base kunnen reageren: H2PO4- en HPO42-.
Een amfolyt gedraagt zich in water als een zuur als geldt: Kz>Kb en als base als geldt:
Kb>Kz. Aminozuren zijn ook amfolyten. Aminozuren zijn vaste stoffen met een
zoutachtig karakter, want ze bestaan niet uit ongeladen moleculen, maar uit
dubbelionen. Deze ionen zijn ontstaan door reactie van carbonzuurgroepen met
aminogroepen van het aminozuur, waarbij een deeltje ontstaat met een positieve lading
op het N-atoom en een negatieve lading bij de zuurrest.
16.3
In een oplossing i de pH afhankelijk van de [H3O+] en de [OH-]. Dus toevoegen van een
hoeveelheid zuur en base aan water zal de pH veranderen.
Een oplossing waarvan de pH maar weinig verandert bij toevoeging van een kleine
hoeveelheid zuur of base of bij verdunning, noem je een buffer. Een bufferoplossing bestaat
uit een mengsel van een zwak zuur en zijn geconjugeerde zwakke base.
In een oplossing waarin H2PO4--ionen en HPO42--ionen voorkomen, is H2PO4- sterker als
zuur en HPO42- sterker als base. Samen vormen ze een geconjugeerd zuur-basepaar.
HPO42- reageert vrijwel aflopend met H3O+ en H2PO4- met OH-, is dit mengsel in staat om
sterke schommelingen in de pH te voorkomen:
HPO42- (aq) + H3O+(aq) → H2PO4-(aq) + H2O(l)
H2PO4-(aq) + OH-(aq) → HPO42-(aq) + H2O(l)
In een bufferoplossing verandert de pH vrijwel niet bij het toevoegen van
- OH--ionen, omdat OH- dan gaat reageren met de sterkste aanwezige zuur tot water;
- En van H3O+, omdat het dan gaat reageren met de sterkste aanwezige base tot
water.
16.4
Bij de keuze van een buffer kun je gebruikmaken van het feit dat bij gelijke concentraties van
het zuur en zijn geconjugeerde base geldt: Kz=[H3O+] dus pKz= pH. De pH van een buffer is
afhankelijk van de verhouding tussen het zuur en zijn geconjugeerde base.
Als je een buffer wil maken, probeer je in Binas T49 een zodanige keuze te maken dat de
pH zo dicht mogelijk bij de pKz ligt. Als de pH van een buffermengsel bekend is, kun je met
de Kz-formule ook berekenen in welke verhouding het zuur en zijn geconjugeerde base
aanwezig zijn.
Voorbeeld: azijnzuur/acetaatbuffer. Het bevat CH3COOH en CH3COO-. Als pH = 4.17 dan
geldt: [H3O+]=6.8.10-5 mol/L. De Kz van azijnzuur is 1.7.10-5 en ingevuld in de formule geeft:
[𝐻3 𝑂+ ][𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂− ]
𝐾𝑧 =
[𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻]
6,8⋅10−5 𝑥 [𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂 − ] [𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂 − ] 1,7⋅10−5 1
1,7 ⋅ 10−5 = → = 6,8⋅10−5 = 4
[𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻] [𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻]
Dus de verhouding is 4:1.
Hoe groter deze verhouding is, hoe hoger de buffercapaciteit wordt.
Sterke zuren en basen reageren aflopend met water. Bij de reactie van zwakke zuren en
basen met water ontstaat een evenwicht. In een reactiemengsel reageert het sterkste
zuur steeds met de sterkste base.
Deeltjes die als een zuur en als een base kunnen reageren noem je amfolyt. In BInas T
49 zijn 2 deeltjes die als zuur en base kunnen reageren: H2PO4- en HPO42-.
Een amfolyt gedraagt zich in water als een zuur als geldt: Kz>Kb en als base als geldt:
Kb>Kz. Aminozuren zijn ook amfolyten. Aminozuren zijn vaste stoffen met een
zoutachtig karakter, want ze bestaan niet uit ongeladen moleculen, maar uit
dubbelionen. Deze ionen zijn ontstaan door reactie van carbonzuurgroepen met
aminogroepen van het aminozuur, waarbij een deeltje ontstaat met een positieve lading
op het N-atoom en een negatieve lading bij de zuurrest.
16.3
In een oplossing i de pH afhankelijk van de [H3O+] en de [OH-]. Dus toevoegen van een
hoeveelheid zuur en base aan water zal de pH veranderen.
Een oplossing waarvan de pH maar weinig verandert bij toevoeging van een kleine
hoeveelheid zuur of base of bij verdunning, noem je een buffer. Een bufferoplossing bestaat
uit een mengsel van een zwak zuur en zijn geconjugeerde zwakke base.
In een oplossing waarin H2PO4--ionen en HPO42--ionen voorkomen, is H2PO4- sterker als
zuur en HPO42- sterker als base. Samen vormen ze een geconjugeerd zuur-basepaar.
HPO42- reageert vrijwel aflopend met H3O+ en H2PO4- met OH-, is dit mengsel in staat om
sterke schommelingen in de pH te voorkomen:
HPO42- (aq) + H3O+(aq) → H2PO4-(aq) + H2O(l)
H2PO4-(aq) + OH-(aq) → HPO42-(aq) + H2O(l)
In een bufferoplossing verandert de pH vrijwel niet bij het toevoegen van
- OH--ionen, omdat OH- dan gaat reageren met de sterkste aanwezige zuur tot water;
- En van H3O+, omdat het dan gaat reageren met de sterkste aanwezige base tot
water.
16.4
Bij de keuze van een buffer kun je gebruikmaken van het feit dat bij gelijke concentraties van
het zuur en zijn geconjugeerde base geldt: Kz=[H3O+] dus pKz= pH. De pH van een buffer is
afhankelijk van de verhouding tussen het zuur en zijn geconjugeerde base.
Als je een buffer wil maken, probeer je in Binas T49 een zodanige keuze te maken dat de
pH zo dicht mogelijk bij de pKz ligt. Als de pH van een buffermengsel bekend is, kun je met
de Kz-formule ook berekenen in welke verhouding het zuur en zijn geconjugeerde base
aanwezig zijn.
Voorbeeld: azijnzuur/acetaatbuffer. Het bevat CH3COOH en CH3COO-. Als pH = 4.17 dan
geldt: [H3O+]=6.8.10-5 mol/L. De Kz van azijnzuur is 1.7.10-5 en ingevuld in de formule geeft:
[𝐻3 𝑂+ ][𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂− ]
𝐾𝑧 =
[𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻]
6,8⋅10−5 𝑥 [𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂 − ] [𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂 − ] 1,7⋅10−5 1
1,7 ⋅ 10−5 = → = 6,8⋅10−5 = 4
[𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻] [𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻]
Dus de verhouding is 4:1.
Hoe groter deze verhouding is, hoe hoger de buffercapaciteit wordt.
