Nova Nask2 MAX deel B - Hoofdstuk 10 - Zuren en basen oefentoetsen & antwoorden

Een indicator is een stof die van kleur verandert bij specifieke pH waarden. De kleur van de indicator kan dus informatie geven over of een oplossing zuur, neutraal of basisch is. Sommige indicatoren geven vrij nauwkeurig de pH-waarde aan.Zoutzuur is een oplossing van waterstofchloride (HCl) in water. HCl vormt in oplossing ionen.De correcte notatie van zoutzuur is: H+ (aq) + Cl- (aq) Het zuurrestion is het ion wat overblijft na het afsplitsen van H+. In zoutzuur is dat dus het chloride-ion (Cl-).Ammoniak is een base en neemt opgelost in water dus H+ op.De pH stijgt hierdoor. Water heeft een pH van 7, na het oplossen van ammoniak zal de pH dus hoger worden dan 7.Je kunt een neerslagreactie gebruiken voor (geef twee van de volgende antwoorden):het verwijderen van bepaalde (ongewenste) ionen uit een oplossing. het maken van een bepaald (slecht oplosbaar) zout.het aantonen van de aanwezigheid van bepaalde ionen in een oplossing. Het doel van een titratie is om de concentratie van een bepaalde stof (bijvoorbeeld een zuur) in een oplossing te bepalen.Dit gebeurt door bij deze stof geleidelijk -meestal druppelsgewijs- een andere oplossing met een stof toe te voegen die een reactie aangaat (bijvoorbeeld een base). De concentratie van de oplossing die wordt toegevoegd is wel nauwkeurig bekend. Deze wordt net zolang toegevoegd totdat alle te meten stof is omgezet. Dit is het eindpunt van de titratie en deze kun je waarnemen door een kleurverandering van een geschikte indicator.De concentratie van de te meten stof is te berekenen aan de hand van de hoeveelheid toegevoegde stof en de reactievergelijking. In Binas 36 kan je zien dat methyloranje boven een pH van ongeveer 4,5 oranjegeel is. Bij pH waarden tussen de 4,5 en ongeveer 3,1 vindt er een kleuromslag plaats en bij een pH van 3,1 of lager is het rood. Je kunt dus zeggen dat de pH van de oplossing aanvankelijk hoger was dan 4,5 en na toevoeging van de stof lager dan 3,1.Een lagere pH betekent dat de oplossing zuurder is geworden. Hieruit kan je concluderen dat de toegevoegde stof een zuur is.Als fosforzuur (H3PO4) drie H+-ionen afgeeft, verliest het 3 positieve ladingen. Het zuurrest-ion heeft dus een lading van 3- en geen H-atomen.Het zuurrest-ion is fosfaat (PO43-).IJzeroxiden (in roest) bevatten het oxide-ion (O2-) en lossen slecht op in water. O2- is een base en reageert dus met zuren.Door het roest in contact te brengen met een zuur zal er een zuur-basereactie plaatsvinden waarbij O2- twee H+ opneemt en water vormt. (O2- + 2 H+ → 2 H2O)Het roest lost op deze manier op en verdwijnt. (Opmerking: Het is verstandig een verdund zuur te gebruiken, anders loop je het risico dat je het metalen voorwerp ook aantast met het zuur). Kalkwater is een oplossing van calciumhydroxide en bevat dus Ca2+ en OH-.Zoutzuur is een oplossing van HCl en bevat H+ en Cl-.OH- is een base en reageert met H+ waarbij dus water ontstaat:(H+ + OH- → H2O)Ca2+ en Cl- zijn goed oplosbaar met elkaar (Binas 35) en blijven in oplossing en zijn dus de tribune-ionen.OH- is een base, dus je zal een zuur toe moeten voegen tijdens de titratie.Er zal een zuur-basereactie plaatsvinden tussen OH- en H+-ionen van het zuur. Hierbij ontstaat water: (H+ + OH- → H2O). Als alle OH- gereageerd heeft zal de oplossing dus neutraal zijn. Het eindpunt ligt dus ongeveer bij een pH van 7.Een geschikte indicator moet bij deze pH het omslagpunt hebben. Voorbeelden zijn broomthymolblauw en fenolrood (Binas 36). Er ontstaat gasvormig CO2 tijdens de reactie. Hierdoor ontstaan gasbelletjes in het bakmengsel waardoor het volume toeneemt en de cake luchtiger wordt.  Geef een van de volgende antwoorden:Ze kan gebruik maken van lakmoespapier. Als ze een druppeltje van de oplossing op blauw lakmoespapier aanbrengt, zal het rood kleuren (of in het geval van rood lakmoespapier rood blijven) als de oplossing zuur is.Ze kan gebruik maken van  universeel indicatorpapier. Als ze een druppeltje van de oplossing op het indicatorpapier aanbrengt zal deze verkleuren. Door de kleur te vergelijken met die op het doosje, kan ze de pH aflezen. Als de pH lager is dan 7 dan is de oplossing zuur. Citroenzuur (C6H8O7) is een neutraal molecuul met 8 H-atomen. Als citroenzuur 3 H+-ionen afstaat, ontstaat er een ion met 3 H-atomen minder en met een lading van 3-.Citraat heeft dus de formule: C6H5O73- (aq) Kaliloog is een oplossing van het zout kaliumhydroxide (KOH) en bevat dus K+ en OH–-ionen. OH- (aq) zal als base reageren.Noteer het gegeven uit de tekst: 1 ml kaliloog = 65 mg citroenzuur.Noteer het verbruik tijdens de titratie:  8,4 mL kaliloog = ? citroenzuurBereken het aantal mg citroenzuur: 8,4 x 65 = 546 mgBereken de concentratie: In de erlenmeyer zit 25 mL, dus 546 mg zit in 25 mL. 546/25 = 21,84 mg/mL. Azijnzuur wordt meestal met een verkorte notatie gegeven (HAc). De correcte notatie van een azijnzuuroplossing in water is: H+ (aq) + Ac- (aq).Om een zure oplossing minder zuur te maken, kun je naast het toevoegen van een base, de oplossing ook verdunnen door toevoeging van water.Door het grotere volume water neemt de concentratie H+ in de oplossing af, waardoor de pH stijgt richting pH 7. De indicator broomthymolblauw is in zure oplossingen geel van kleur en in basische oplossingen blauw.De witte wijn is zuur, dus zal het na toevoeging van broomthymolblauw geel worden. Soda bestaat uit zouten die het carbonaat-ion bevatten.De base in soda is carbonaat: CO32-Noteer eerst de aanwezige deeltjes in formuletaal:Zuren in wijn: H+ + Z-Soda-oplossing: Na+ + CO32- Geef het zuur- en het basedeeltje aan: H+ en CO32-CO32- neemt per deeltje twee H+-ionen op (gegeven). Er ontstaat dan koolstofdioxide en water.De zuur-basereactie is dus: 2 H+ (aq) + CO32- (aq)→ CO2 (g) + H2O (l)Ga ervan uit dat de natrium-ionen goed oplosbaar zijn met de zuurrest-ionen van de diverse zuren in wijn. Er ontstaat dus geen neerslag met de tribune-ionen. Magnesiumhydroxide is een zout en bestaat uit magnesium-ionen en hydroxide-ionen. De lading van een magnesium-ion is altijd 2+ (Mg2+).De lading van een hydroxide-ion is altijd 1- (OH-).In de verhoudingsformule is de positieve lading gelijk aan de negatieve lading en laat je de lading dus weg. Je hebt twee OH--ionen per Mg2+-ion nodig. Omdat OH- een samengesteld ion is zet je er haakjes omheen als je er meerdere van hebt.Mg(OH)2Noteer de aanwezige stoffen: magnesiumhydroxide: Mg(OH)2 (s)zwavelzuuroplossing: 2 H+ (aq) + SO42- (aq)Geef het zuur en het basedeeltje aan. Omdat magnesiumhydroxide een vaste stof is noteer je de formule van het vaste zout:zuurdeeltje: H+ ; basedeeltje: Mg(OH)2Noteer de zuurbase-reactie. De OH- ionen van magnesiumhydroxide nemen elk 1 H+-ion op, waarbij watermoleculen ontstaan. Het magnesium in de vaste stof komt hierbij als ion vrij:De zuurbase-reactie is dus: 2 H+ (aq) + Mg(OH)2 (s) → 2 H2O (l) + Mg2+ (aq)Er zijn in de oplossing ook nog SO42–-ionen aanwezig van het zwavelzuur. Dit is een tribune-ion. Mg2+ die vrijkomt uit magnesiumhydroxide is ook een tribune-ion ook al staat deze in de zuur-base reactievergelijking, want deze is niet betrokken bij de verplaatsing van H+. De tribune-ionen zijn dus SO42– en Mg2+. Deze zijn goed oplosbaar met elkaar (Binas 36), dus er ontstaat geen neerslag.Het lakmoespapier kleurt rood, de oplossing is dus zuur na het oplossen van de pil. Dit betekent dat er een overmaat zuur aanwezig was in het zwavelzuur-oplossing ten opzichte van base in de pil. Je kunt ook beredeneren dat als er een overmaat base in de pil ten opzichte van zuur in de zwavelzuur-oplossing had gezeten, dat er dan niet genoeg zuur was geweest om met alle base te reageren en dan was de pil niet volledig opgelost.Gegeven is 1 mL natronloog = 2,0 mg zwavelzuur. 11,3 mL natronloog is dus gelijk aan 11,3 x 2,0 = 22,6 mg zwavelzuur.Deze hoeveelheid zwavelzuur was dus nog aanwezig in de oplossing na het oplossen van de pil.Er was voor het oplossen van de pil 48,5 mg zwavelzuur in de oplossing aanwezig. Met behulp van de titratie heb je bij opgave d berekend dat er na het oplossen nog 22,6 mg zwavelzuur over is. Er heeft dus 48,5 - 22,6 = 25,9 mg zwavelzuur gereageerd met de base in de pil.Met het gegeven dat 1 mg zwavelzuur reageert met 1,8 mg magnesiumhydroxide bereken je het aantal mg magnesiumhydroxide in de pil: 25,9 x 1,8 = 46,6 mg magnesiumhydroxide Salpeterzuur (HNO3) is een zure vloeistof. De correcte notatie van een salpeterzuuroplossing in water (of verdund salpeterzuur) is:H+ (aq) + NO3- (aq)Een salpeterzuuroplossing is zuur dus de pH zal lager zijn dan 7. De pH mag niet lager zijn dan 3. Je hebt dus een indicator nodig die zijn omslagpunt in het zure gebied net boven een pH van 3 heeft. Dimethylgeel en methyloranje hebben een omslagpunt net boven een pH van 3 (Binas 36). Als de oplossing te zuur is, zal het rood kleuren en anders geel/oranje.Een printplaat van koper is een vast metaal (Cu (s)). Als het koper in contact komt met een zuur vindt de volgende reactie plaats, waarbij het metaal ’oplost’ en ook waterstofgas ontstaat: Cu (s) + 2 H+ (aq) → Cu2+ (aq) + H2 (g)Er is geen deeltje (base) die de H+-ionen opneemt. Er vindt dus geen H+ overdracht plaats.Het etsen van een metaal is geen zuur-basereactie. Ammoniumchloride (NH4Cl) is een zout en bestaat uit ammonium-ionen en (NH4+) en chloride-ionen (Cl-).De basische stof waaruit ammonium kan ontstaan is ammoniak (NH3).Als ammoniak met een zuur reageert vindt de volgende zuur-basereactie plaats: NH3 + H+ → NH4+