Index biologiepaginaindex vwo 5 biologie

voeding vertering nectar vwo 5 biologie

 
info biologiepagina uitleg biologie oefenen biologie bestanden biologie computer pc les biologie

Hoe bereken ik de pH van een oplossing?

Bij het berekenen van de pH van een oplossing, bereken je voor die oplossing steeds de uiteindelijke waterstofionen-concentratie [H3O+ ] of de uiteindelijke hydroxideionen-concentratie [OH - ], beide uitgedrukt in mol per liter (mol L -1 ). Het maakt hierbij niet uit of de oplossing een mengsel van meerdere stoffen is of niet.

Alvorens je een pH-berekening kunt maken, moet je eerst weten of het zuur of de base sterk of zwak is.
Heb je een sterk zuur of een sterke base, dan kun je het totaal aantal H3O+ ionen (of OH - ionen) direct berekenen uit de hoeveelheid zuur of base die aan de oplossing is toegevoegd.
Bij zwakke zuren en basen kan dit niet.

In de BINAS tabel 49 staan de sterke zuren in de linker kolom boven H3O+ ; H3O+ is zelf ook een sterk zuur .
De sterke basen staan in de rechter kolom, onder OH - ; OH - is zelf ook een sterke base .

Het is altijd handig om even op een kladblaadje een schets te maken van het meest voorkomende pH-gebied (0 - 14):

 

 

Eén sterk zuur in de oplossing

> Hoeveel mol sterk zuur is er opgelost in hoeveel liter oplossing ?
> Als het zuur één H + ion afsplitst, dit overdraagt op een watermolecuul en daardoor één H3O+ ion doet ontstaan (zoals alle sterke zuren in BINAS-tabel 49), weet je het aantal mol H3O+ dat ontstaat.
> Bereken de concentratie H3O+ in mol per liter: Aantal mol H3O+ gedeeld door Volume oplossing (in liter).
> Bereken de pH als volgt: pH = - log ( [ H3O+ ] ).

 

Eén sterke base in de oplossing

> Hoeveel mol sterke base is er opgelost in hoeveel liter oplossing ?
> Als de base één OH - ion doet ontstaan (zoals alle sterke basen in BINAS-tabel 49, behalve O 2- die doet twee OH - ionen ontstaan), dan weet je het aantal mol OH - dat ontstaat.
> Bereken de concentratie OH - in mol per liter: Aantal mol OH - gedeeld door Volume oplossing (in liter).
> Bereken nu eerst de pOH als volgt: pOH = - log ( [ OH - ] ).
> Bereken dan de pH als volgt: pH = 14 - pOH ( zie noot ).

Noot
De formule pH = 14 - pOH geldt alleen bij T = 298 K.
Bij een andere temperatuur moet je de waarde van de waterconstante K w weten en hieruit de pK w berekenen met: pK w = - log (K w ). Het kan natuurlijk ook zijn dat de pK w waarde al gegeven is.
Vervolgens bereken je de pH als volgt: pH = pK w - pOH.

 

Een sterk zuur EN een sterke base samen in een oplossing

Het sterke zuur levert H3O+ ionen, de sterke base levert OH - ionen. Je kunt uitrekenen hoeveel mol H3O+ ionen en hoeveel mol OH - ionen de afzonderlijke stoffen elk leveren.

De samengevoegde H3O+ ionen en OH - ionen reageren met elkaar (ze 'eten' elkaar op) volgens de reactievergelijking:

H3O+ + OH - --> 2 H 2 O

H3O+ en OH - reageren met elkaar in de molverhouding 1 : 1.
Oftewel: één H3O+ ion reageert met één OH - ion. Dit is een aflopende reactie, want een sterk zuur reageert hier met een sterke base.

Dus kijk eerst hoeveel mol H3O+ ionen er is toegevoegd. En ook hoeveel mol OH - ionen er is toegevoegd.
Streep dan gelijke hoeveelheden H3O+ en OH - ionen tegen elkaar weg. Er blijven dan waarschijnlijk H3O+ ionen of OH - ionen over.

Bijvoorbeeld 1
Aan 1,0 liter oplossing (eindvolume) zijn 0,250 mol H3O+ ionen toegevoegd en 0,205 mol OH - ionen. De OH - ionen zijn dus in de minderheid.
De 0,205 mol OH - ionen worden helemaal 'opgegeten' (beter gezegd 'geneutraliseerd') door 0,205 mol H3O+ ionen (molverhouding 1 : 1).
Dus blijft er van de H3O+ ionen 0,250 mol - 0,205 mol = 0,045 mol H3O+ ionen over. Deze bevinden zich in 1,0 liter (het eindevolume) dus de uiteindelijke concentratie H3O+ ionen is 0,045 mol / 1,0 liter = 0,045 mol L -1 .

De pH van het mengsel is dan pH = - log ( [ H3O+ ] ) = - log ( 0,045 ) = 1,35

Controleer je antwoord en kijk of het logisch is !
Er blijven uiteindelijk H 3 O + ionen over, dus de oplossing moet zuur zijn. Een pH-waarde van 1,35 hoort inderdaad bij een zure oplossing (zie plaatje boven).

Bijvoorbeeld 2
Aan 1,0 liter oplossing (eindvolume) zijn 0,150 mol H3O+ ionen toegevoegd en 0,205 mol OH - ionen. De H3O+ ionen zijn nu in de minderheid.
De 0,150 mol H3O+ ionen worden helemaal 'opgegeten' (beter gezegd 'geneutraliseerd') door 0,150 mol OH - ionen (molverhouding 1 : 1).
Dus blijft er van de OH - ionen 0,205 mol - 0,150 mol = 0,055 mol OH - ionen over. Deze bevinden zich in 1,0 liter (het eindevolume) dus de uiteindelijke concentratie OH - ionen is 0,055 mol / 1,0 liter = 0,055 mol L -1 .

De pOH van het mengsel is dan pOH = - log ( [ OH - ] ) = - log ( 0,055 ) = 1,26
Maar we willen de pH weten en niet de pOH...
Als T = 298 K, dan geldt: pH = 14,00 - pOH, oftewel pH = 14,00 - 1,26 = 12,74.

Controleer je antwoord en kijk of het logisch is !
Er blijven uiteindelijk OH - ionen over, dus de oplossing moet basisch zijn. Een pH-waarde van 12,74 hoort inderdaad bij een basische oplossing (zie plaatje boven).