Presentatie behorende bij de lessen Analytische chemie voor Laboratoriumtechnologen gedoceerd aan de opleiding Biomedische Laboratoriumtechnologie van de UC Leuven-Limburg.

1. Analytische chemie: oefeningen
Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 1

2. Hoofdstuk 2
Zuur-base evenwichten
Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 2
Bron: N. Tro, Introductory Chemistry, 3rd Ed., Pearson Prentice Hall, 2009

3. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 3
2.1 Zuurconstanten en baseconstanten
In de Tabellen worden enkel de zuurconstanten gegeven bij 25 °C.
De baseconstanten zijn hieruit eenvoudig te berekenen.
Voorbeeld
De baseconstante voor ammoniak kan gevonden worden door het ionenproduct van water te delen door de zuurconstante van het geconjugeerde
zuur.

4. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 4
2.2 pH - berekeningen
2.2.1 Sterke zuren en sterke basen
Oefeningen
1. (a) 0,200 M HCl
Waterstofchloride is een sterk zuur. Het dissocieert bijgevolg volledig in water.
De autoprotolyse van water mag verwaarloosd worden!
We kunnen de massabalans schrijven als
Merk op wat we hier schrijven. We verwaarlozen de hydroxide-
anionenconcentratie bij evenwicht. De concentratie van de protonen
is gelijk aan de formele concentratie van waterstofchloride!
De pH kan vereenvoudigd berekend worden uit

5. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 5
2.2 pH - berekeningen
2.2.1 Sterke zuren en sterke basen
Oefeningen
1. (c) 4,00 × 10–4 M Ca(OH)2
We gaan uit van een volledige dissociatie in water om de pH te berekenen.
De autoprotolyse van water mag verwaarloosd worden!
We kunnen de massabalans schrijven als
Merk op wat we hier schrijven. We verwaarlozen de
protonenconcentratie bij evenwicht. De concentratie van de
hydroxide-anionen is gelijk aan twee keer de formele concentratie
van calciumhydroxide! Dit is hetgeen we uit de stoichiometrie
kunnen afleiden (in het groen) in de dissociatiereactie.
De pH kan vereenvoudigd berekend worden uit

6. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 6
2.2.2 Zwakke monozuren en zwakke monobasen
Gegevens
Oplossing
1. Bereken de pH van een oplossing die 5,40 g/l HCN bevat met een dissociatiegraad α = 10–4.
Merk op!
Voor reactie 0,200 M
Tijdens reactie – x + x + x
Na reactie 0,200 M – x x x

7. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 7
2.2.2 Zwakke monozuren en zwakke monobasen
3. Bereken de pH van een 0,0200 M HCN-O. Welk is het percentage reactie van HCN met H2O?
Voor reactie 0,0200 M
Tijdens reactie – x + x + x
Na reactie 0,0200 M – x x x
Verwaarlozen
pH-berekening van een zwak zuur

8. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 8
2.2.2 Zwakke monozuren en zwakke monobasen
3. Bereken de pH van een 0,0200 M HCN-O. Welk is het percentage reactie van HCN met H2O?
Voor reactie 0,0200 M
Tijdens reactie – x + x + x
Na reactie 0,0200 M – x x x
Merk op!
Helemaal uitwerken!
Dit invullen in Kz
Kwadratische vergelijking
Merk op!
Besluit! We mochten de verwaarlozing dus doorvoeren!

9. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 9
2.2.2 Zwakke monozuren en zwakke monobasen
6. Hoeveel gram CH3COOH bevat 1 liter oplossing met pH 3,00?
Voor reactie cCH3COOH
Tijdens reactie – x + x + x
Na reactie cCH3COOH – x x x
x ?
Dit invullen in Kz
Herschikken

10. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 10
2.2.2 Zwakke monozuren en zwakke monobasen
8. Hoeveel gram CH3COOH moet men oplossen in een totaal volume van 1 liter opdat het zuur voor 4,40 % zou reageren met H2O?
Gegeven
of
Oplossing
Voor reactie cCH3COOH
Tijdens reactie – cCH3COOH× α
Na reactie cCH3COOH(1 – α )
+ cCH3COOH× α + cCH3COOH × α
α cCH3COOH α cCH3COOH

11. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 11
2.2.2 Zwakke monozuren en zwakke monobasen
13. Bereken de pH van volgende mengsels
c) 20 ml NaOH 0,100 M
20 ml NH3 0,100 M
20 ml NH4Cl 0,100 M
= 2,00 mmol = sterke base (sb)
= 2,00 mmol = zwakke base (zb)
= 2,00 mmol = zwak zuur (zz)
Reactie tussen NaOH en NH4Cl
Verdringingsreactie
Reactie
sb zz zb
Voor reactie 2 mmol
Tijdens reactie
Na reactie
Vtot = 60 ml
2 mmol
-2 mmol -2 mmol
/ /
+2 mmol
4 mmol
2 mmol
4/60 M = 1/15 M = 0,0667 M Enkel zb in O!
zb zz
Voor reactie 0,0667 M
Tijdens reactie – x + x + x
Na reactie 0,0667 M – x x x
Met verwaarlozen

12. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 12
2.2.3 Zouten = zwakke monozuren en zwakke monobasen
1. Bereken de pH:
b) 2,00 × 10–2 M KCN Zout van een zwakke base (goed oplosbaar, want kaliumzouten zijn goed oplosbaar)
Reactie zb
Voor reactie 0,0200 M
Tijdens reactie
Na reactie
-0,0200 M +0,0200 M
/
+0,0200 M
0,0200 M 0,0200 M
Evenwichtsreactie
zb zz
Voor reactie 0,0200
Tijdens reactie – x + x + x
Na reactie 0,0200 – x x x
Let op!
Stel x = [OH–]
Met verwaarlozen

13. Analytische Chemie 1 Chemie - 1 BLT 13
3. Bereken de pH van volgende mengsels
b) 50 ml CH3COOH 0,100 M
100 ml CH3COONa 0,100 M
100 ml NaOH 0,0500 M
= 5,00 mmol = zwak zuur (zz)
= 10,0 mmol = zwakke base (zb)
= 5,00 mmol = sterke base (sb)
Reactie
Vtot = 250 ml
2.2.3 Zouten = zwakke monozuren en zwakke monobasen
Reactie
sbzz zb
Voor reactie 5 mmol
Tijdens reactie
Na reactie
5 mmol
–5 mmol –5 mmol
/
+5 mmol
15 mmol
10 mmol
/
0,0600 M
Evenwichtsreactie
zb zz
Voor reactie 0,0600
Tijdens reactie – x + x + x
Na reactie 0,0600 – x x x
Stel x = [OH–]
Met verwaarlozen