Vaststellingen De pH van de NaCl-oplossing en CH3COOH-oplossing wijzigt sterk. De pH van de CH3COOH-CH3COONa-oplossing blijft nagenoeg ongewijzigd. Verklaringen • Voor de NaCl-oplossing De waarnemingen in NaCl-oplossing zijn volledig in overeenstemming met wat wij konden verwachten: -
Staal 1: De oplossing van NaCl is nagenoeg neutraal, immers: H2O
NaCl →
Na+ (niet in tabel = geen zuur of base)
+
Cl(zeer zwakke base)
-
Staal 2: Bij verdunning met water blijft natuurlijk [H3O+]e = [OH-]e want water brengt gelijke concentraties van beide aan: → OH- + H3O+ H2O + H2O ←
-
Staal 3 en 4: In één druppel HCl of NaOH is reeds een overmaat aan H3O+- of OH--ionen aanwezig, zodat de pH sterk gewijzigd wordt.
• Voor de azijnzuur-oplossing → CH3COO- + H3O+ protolysereactie: CH3COOH + H2O ← -
Staal 1: De oplossing reageert zuur, CH3COOH is immers een zwak zuur (Kz = 1,75.10-5).
-
Staal 2: Door water toe te voegen verschuift het bovenstaande evenwicht naar rechts. Ondanks het feit dat er hierdoor meer H3O+ ontstaat, daalt [H3O+]e toch wegens de toename van het totale volume, wat het grootste effect heeft.
-
Staal 3: Door toevoeging van HCl (H3O+ neemt toe) verschuift het evenwicht naar links. Er zijn echter onvoldoende CH3COO--ionen (basedeeltje) om de overmaat aan H3O+ weg te krijgen: pH daalt.
-
Staal 4: De pH wijzigt nauwelijks door het ontstaan van een buffermengsel (zie contextkader).
Chemie is niet altijd zwart-wit Voor de eenvoud (en omdat deze het meest voorkomen) hebben we vermeld dat buffers waterige oplossingen zijn van ofwel een zwak zuur met een zout dat zorgt voor de geconjugeerde base ofwel een zwakke base met een zout dat zorgt voor het geconjugeerde zuur. Er zijn echter nog andere mogelijkheden om buffers te vormen: •
combinatie van twee zouten: Zo bevat een oplossing van NaH2PO4/Na2HPO4 het zwakke zuur H2PO4- en de zwakke geconjugeerde base HPO42-. Dit is dus een bufferoplossing.
•
combinatie tussen een zwak zuur en een sterke base (of combinatie tussen een zwakke base en een sterk zuur): Bekijken we de combinatie CH3COOH en NaOH. CH3COOH is een zwak zuur, maar de zwakke geconjugeerde base lijkt niet aanwezig. Echter de reactie: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O treedt ook op. Het gevormde zout CH3COONa dissocieert in water ter vorming van Na+-ionen en de geconjugeerde zwakke base CH3COO-. Deze combinatie leidt dus ook tot de buffer CH3COOH/CH3COONa, op voorwaarde dat er in het begin een overmaat azijnzuur aanwezig is.
THEMA 3: ZUUR-BASEREACTIES
97