Scheikunde

Hoofdstuk 6 Reacties van zouten

Atoom

·       p = protonen = + geladen

·       n = neutronen = geen lading

·       e = elektronen = - geladen

·       in een atoom is p = e

·       massagetal = aantal p + aantal n

Ion

·       + geladen

·       meestal metalen

·       H⁺- ion (waterstofion)

·       NH₄⁺- ion (ammonium-ion)

·       Na⁺- ion:

- geladen

·       niet – metaalionen

·       de meeste samengestelde ionen

·       :

        p = 17       n = 18

                             e = 18

Zout

·       bestaat uit geladen deeltjes, meestal metaalion en een niet-metaalion

·       geleiden elektriciteit in gesmolten en opgeloste toestand

MgCl₂                    =        magnesiumchloride

CuO             =        koper(II)oxide

Pb₃(PO₄)₂     =        lood(II)fosfaat

(NH₄)₂SO₄    =        ammoniumsulfaat

N^3-                            =        nitride

NO₂^-                       =        nitriet

NO₃^-                       =        nitraat

O₂^-                           =        oxide-ion

OH^-                         =        hydroxide-ion

S^2-                            =        sulfide-ion

SO₃^2-                     =        sulfiet-ion

SO₄^2-                     =        sulfaat-ion

PO₄^3-                     =        fosfaation

HPO₄^2-                 =              monowaterstoffosfaat-ion

H₂PO₄^-                 =        diwaterstoffosfaat-ion

Oplosvergelijking

NaCl (s) à Na⁺ (aq) + Cl^- (aq)

Ba(OH)₂ (s) à Ba²⁺ (aq) + 2OH^- (aq)

BaSO₄ (s) à lost slecht op

Indampvergelijking

K⁺ (aq) + OH^- (aq) à KOH (s)

3Fe²⁺ (aq) + 2PO₄^3- (aq) à Fe₃(PO₄)₂ (s)

Hoe kan ik uit twee zouten de vaste stof BaSO₄ maken?

·       Ba(NO₃)₂ > Ba²⁺ + 2NO₃^-

Na₂SO₄ > 2Na⁺ + SO₄²⁺

·       Bij elkaar voegen:

Ba²⁺              NO₃^-        g                                             BaSO₄                

          H₂O                                                                NO₃^-               H₂O

Na⁺                  SO₄^2-      s     Ba²⁺ + SO₄^2- > BaSO₄             Na⁺

·       Filtreren > residu is BaSO₄

Natriumsulfaat, magnesiumsulfaat, natriumnitraat, bariumsulfaat

1 : Na₂SO₄ > 2Na⁺ + SO₄^2-

2 : MgSO₄ > Mg²⁺ + SO₄^2-

3 : NaNO₃ > Na⁺ + NO₃^-

4 : Mg²⁺ + 2OH^- > Mg(OH)₂

5 : Ba²⁺ + SO₄^2- > BaSO₄

Hoofdstuk 8 Zuren en basen

HCl (g) > H⁺ (aq) + Cl^- (aq)

Waterstofchloride > zoutzuur

HNO₃ (l) > H⁺ (aq) + NO₃^- (aq)

Salpeterzuur > verdund salpeterzuur

Boven H₃O⁺ sterke zuren > alle H⁺-ionen worden afgesplitst

H₂SO₄ (zwavelzuur) is tweewaardig sterk. Als deze stof in water wordt gebracht, worden beide H⁺-ionen afgesplitst.

H₂SO₄ > 2H⁺ + HPO₄^2-

Fosforzuur (H₃PO₄) zwak zuur

H₃PO₄ ↔ H⁺ (aq) + H₂PO₄^2- (aq)

Zwakke zuren

HIO₃ ↔ H⁺ + IO₃^-

Waterstofjodaat oplossing HIO₃ (aq)

Zoutzuur H⁺ (aq), Cl^- (aq)

Azijnzuuroplossing CH₃COOH

                              CH₃COOH ↔ H⁺ + CH₃COO^-

                                                     Notatie: CH₃COOH (aq)

Zwak zuur: gehele zuur (aq)

Sterk zuur: noteren met ionen

§4 pH-berekeningen aan zure oplossingen

1 mol HCl in 2L water

[H⁺] = 1 mol / 2 L = 0,5 mol/L

0,50 mol Na₃PO₄ wordt opgelost in 1,0 L water

Na₃PO₄ (s) > 3Na⁺ (aq) + PO₄^3- (aq)

     1                     3               1

   0,50               1,50           0,50

[Na⁺] = 0,50 x 3 = 1,50 mol/L

[PO₄^3-] = 1,50/3 = 0,50 mol/L

1,25 mol Ba(OH)₂ wordt opgelost in 1375 mL water

Ba(OH)₂ > Ba²⁺ + 2OH^-

      1            1          2

   1,25       1,25     0,50

[Ba²⁺] = 1,25 / 1,375 = 0,909 mol/L

[OH^-] = 2,50 / 1,375 = 1,82 mol/L

pH = -log[H⁺]

Eerste cijfer van pH telt niet mee in de significantie!

0,75 mol waterstofchloride in 3,25 mL water

Gevr: pH oplossing

HCl > H⁺ + Cl^-

[H⁺ ] = 0,75 / 3,25 = 0,23 mol/L

pH = -log(0,23) = 0,64

0,23 zwavelzuur in 5,2 L water

Gevr: pH

H₂SO₄ > 2H⁺ + SO₄^2-

     1         2         1

   0,23    0,46

[H⁺ ] = 0,46 / 5,2 = 0,086 mol/L

pH = -log(0,086) = 1,05

10,0 mL 0,10 mol/L zoutzuur met 25,0 mL 0,28 mol/L salpeterzuuroplossing

Gevr: pH uiteindelijke oplossing

1.    Bereken eerst de totale hoeveelheid H⁺ - ionen

0,10 M = 0,10 mol/L          0,10 mol/L x 0,0100 L = 1 ∙ 10^-3 mol

10,0 mL = 0,0100 L

2.    0,28 M = 0,28 mol/L          0,28 mol/L x 0,0250 L = 7 ∙ 10^-3 mol

25,0 mL = 0,0250 L

3.    Totale hoeveelheid H⁺-ionen:

1 ∙ 10^-3 mol + 7 ∙ 10^-3 mol = 8 ∙ 10^-3 mol

4.    Aanwezig in 35,0 mL:

[H⁺] = 8 ∙ 10^-3 mol / 0,035 = 0,2285 mol/L

pH = -log(0,2285) = 0,64

Bereken [H⁺] vanuit pH

[H⁺] = 10^-pH

pH = 3,7 > [H⁺] = 10^-3,7 = 2 ∙ 10⁴ mol/L

·       Hoeveel mol HCl moet ik oplossen in 1,0 L water om deze pH te krijgen?

[H⁺] = 2 ∙ 10⁴ mol/L > dus er moet 2 ∙ 10⁴ mol HCl worden opgelost

·       Hoeveel mol H₂SO₄ moet ik oplossen in 1,0 L?

H₂SO₄ > 2H⁺ + SO₄^2-

    1         2          1

[H⁺] = 2 ∙ 10⁴ mol/L dus er moet 2 ∙ 10⁴ mol H⁺ in zitten. Dit is afkomstig van

4 ∙ 10⁴ mol H₂SO₄ (zie reactievergelijking)

pH = 3,7 > [H⁺] = 2 ∙ 10^-4 mol/L

HNO₃ in 0,25 L. Hoeveel H⁺ ?

2 ∙ 10^-4 x 0,25 = 5 ∙ 10^-5 mol

Dus er moet 5 ∙ 10^-5 mol HNO₃ worden opgelost

pH = 3,7 > [H⁺] = 2 ∙ 10^-4 mol/L

H₂SO₄  in 80 mL = 0,080 L

Hoeveel H⁺ te berekenen: 2 ∙ 10^-4 x 0,08 = 1,6 ∙ 10^-5 mol

H₂SO₄ > 2H⁺ + SO₄^2-

    1          2         1

    ?     1,6 ∙ 10^-5

? = 1,6 ∙ 10^-5 / 2 = 8 ∙ 10^-6  mol

§5 Basen

Na₂O > 2Na⁺ + O^2-

O^2- + H₂O > 2OH^-

K₂S > 2K⁺ + S^2-

S^2- + H₂O > HS^- + OH^-

Zwak zuur in water (pH < 7)

CH₃COOH ↔ CH₃COO^- + H⁺

Zwakke base in water (pH > 7)

NH₃ + H₂O ↔ NH₄⁺ + OH^-