Chemie Overal 5e ed - Hoofdstuk 8 - Basen oefentoetsen & antwoorden

Wanneer een zuur in water wordt opgelost ontstaan er H+-ionen en wanneer een base in water wordt opgelost ontstaan er OH--ionen.Bij reactievergelijking I ontstaan er H+-ionen, dus HBr is een zuur, aangezien er H+-ionen ontstaan. Bij reactievergelijking II en III ontstaan er OH--ionen en dus zijn de stoffen NH3 (aq) en NO3- (aq) basische stoffen.Hieronder worden er een aantal tips gegeven om deze vraag te kunnen beantwoorden.In BINAS Tabel 49 kun je de meest voorkomende zuren en basische stoffen opzoeken. In deze tabel is ook te zien dat HBr een zuur is en dat NH3 en NO3- basische stoffen zijn. Bij het oplossen van een zuur in water wordt er geen H2O voor de pijl genoteerd en bij het oplossen van een base in water wordt er wel H2O voor de pijl genoteerd. Formules van veel chemische stoffen staan in BINAS Tabel 66B.Nitriet = NO2-Fosfaat = PO43-Waterstofsulfide-ion = HS-Om de pOH van een basische stof te berekenen maken we gebruik van de volgende formule: pOH = - log [OH-] De zuren en basen staan altijd voor de reactiepijl in een reactievergelijking. Een zuur staat een H+-ion af en een base neemt een H+-ion op.Zuur = H+ (aq) en base = CH3COO- (aq)De base CH3COO- (aq) neemt een H+(aq) op en wordt CH3COOH (aq)Zuur = NH4+ (aq) en base = OH- (aq) De base OH- (aq) neemt een H+ (aq) en er wordt H2O gevormd. Het NH4+ deeltje verliest daardoor een H+ deeltje en wordt NH3.Zuur = CH3COOH (aq) en base = CaCO3 (s)De base CaCO3 is een zout. Bij de basische stoffen geldt dat de negatieve ionen in het zout functioneren als base. Het negatieve ion van dit zout is het carbonaat-ion (CO32-). Dit deeltje neemt een H+-ion op. Het zuur CH3COOH verliest daardoor één H+-ion en wordt CH3COO- (aq). Wanneer er in een zuurbase-reactie H en C-deeltjes voorkomen voor de pijl wordt er altijd water (H2O) en koolstofdioxide (CO2) gevormd. In de bijlage van deze toets worden de regels voor de zuurbase-reacties weergegeven.  De naam van de analysemethode is een zuur-basetitratie. Met een zuur-basetitratie kan je de concentratie van een onbekend zuur of een onbekende base bepalen. De juiste begrippen die horen bij het glaswerk zijn:Buret (vaak gevuld met een base)Erlenmeyer (vaak gevuld met een zuur)Ammoniumsulfaat is een zout en bestaat dus uit twee ionen, namelijk het ammoniumion (NH4+) en het sulfaation (SO42-). De verhoudingsformule van ammoniumsulfaat is (NH4)2SO4 (s). Het zout wordt opgelost in water, waarbij de ionen waaruit het zout bestaat uit het ionrooster komen. De reactievergelijking wordt dan: (NH4)2SO4 (s) 🡪 2 NH4+ (aq) + SO42- (aq) Let op: Bij het oplossen van een zout in water wordt er geen H2O (l) voor de reactiepijl gezet. Bij het oplossen van een zuur of een base in water wordt er wel H2O (l) voor de reactiepijl gezet. Koper(II)oxide is een zout en bestaat uit het koper(II)ion en uit het oxide-ion. De ionen Cu2+ en O2- komen voor in de molverhouding 2 : 2 = 1 : 1.De verhoudingsformule van koper(II)oxide is CuO (s). Koper(II)oxide is een slecht oplosbaar zout. De regel die geldt bij het opstellen van een zuur-basereactie (zie bijlage) is dat de formules van slechte oplosbare zouten helemaal genoteerd moeten worden. De formule voor een salpeterigzuuroplossing is HNO2 (aq). De regel die geldt bij het opstellen van een zuur-basereactie (zie bijlage) is dat de formules van zwakke zuren (en zwakke basen) helemaal genoteerd moeten worden. De zuur-basereactie voor dit proces wordt dan: 2 HNO2 (aq) + CuO (s) 🡪 2 NO2- (aq) + Cu2+ (aq) + H2O (l) De formule van salpeterzuur is HNO3. Salpeterzuur is een sterk zuur en dus zal dit zuur alle H+-ionen afstaan. In een zuurbase-reactie noteren we dan ook alleen maar H+ (aq). Kaliloog is een triviale naam. De rationele naam van kaliloog is te vinden in BINAS Tabel 66 A. De rationele naam van kaliloog is een oplossing van calciumhydroxide in water. De formule van kaliloog is dan K+ (aq) + OH- (aq). OH- (aq) is een sterke base. In een zuurbase-reactie noteren we dan ook alleen maar OH- (aq). De zuurbase-reactie voor dit proces wordt dan: H+ (aq) + OH- (aq) 🡪 H2O (l) De indicator die tijdens deze titratie gebruikt wordt is fenolrood. In BINAS Tabel 52A is te vinden dat fenolrood een omslagtraject heeft van 6,6 – 8,0 met de kleuren geel – rood. Wanneer je tijdens een titratie het nauwkeurigste resultaat wilt bereiken moet de kleur tussen geel en rood in zitten, dus oranje. Om het verbruik per titratie meting te bereken maken we gebruik van: Verbruik = eindstand – beginstand Verbruik meting 1: 10,89 mLVerbruik meting 2: 10,93 mL Verbruik meting 3: 9,98 mL Verbruik meting 4: 10,70 mLGemiddelde resultaten van de titratie:$\frac{10.89 + 10.93 + 9.98 + 10.70}{4} = 10.625$ mL kaliloog. De zuurbase-reactie die tijdens de titratie optreedt is: H+ (aq) + OH- (aq) 🡪 H2O (l) Gegevens:ckaliloog = 0,104 M Vkaliloog = 10,625 mL = 0,010625 L nkaliloog = $c \cdot V$ = $0.104 \cdot 0.010625$ = 0.001105 mol Molverhouding H+ : OH- = 1 : 1 dus n = 0,001105 mol H+ (aq). nsalpeterzuur = 0,001105 mol Vsalpeterzuur = 20,00 mL = 0,02 L Dus: Csalpeterzuur = $\frac{n}{V} = \frac{0.001105}{0.02} = 0.055$ M = 5,5 · 10-2 M. Let op: afronden op twee significante cijfers! De oplossing heeft een pH van 11,5. pH = 11,5 pH + pOH = 14,00 pOH = 14,00 – 11,5 = 2,5 Om de [OH-] concentratie te berekenen maken we gebruik van [OH-] = 10-pOH [OH-]  = 10-2,5 = 3 · 10-3 MLet op:In de opgave wordt er gesproken over een pH van 11,5. Dit bevat 1 decimaal. De [OH-] concentratie moet dus ook in 1 significant cijfer worden weergegeven. Eindantwoorden als 0,0032 M of 3,2 · 10-3 M worden dus fout gerekend, aangezien deze waardes twee significante cijfers bevatten.De rationale naam van het reactieproduct is natriumhydroxide-oplossing. In de rationele naam moet blijken uit welke scheikundige deeltjes de stof bestaat. Na+ (aq) is natrium en OH- (aq) is hydroxide. (aq) geeft aan dat de deeltjes zich in een waterige oplossing bevinden. De naam wordt dus natriumhydroxide-oplossing. De triviale naam van het reactieproduct is natronloog. Triviale namen worden in het dagelijks leven gebruikt. Natronloog en een natriumhydroxide-oplossing zijn dus wel dezelfde stoffen.  De reactievergelijking die hier optreedt is:C5H11OH + CH3COOH 🡪 C7H14O2 + H2O Gegevens:m = 2,5 gram CH3COOH en M = 60,053 g/moln = $\frac{m}{M}$ = $\frac{2.5}{60.053}$ = 0,0416… mol CH3COOH Molverhouding tussen CH3COOH : C7H14O2 is 1 : 1 n = 0,0416… mol C7H14O2 en M = 130,182 g/molm = n · M m = 0,0416… · 130,182 = 5,42 gram Rendement = 75% dus 0,75 · 5,42 = 4,1 gram isoamylacetaat. Let op:Bij een rendement van 100% zal er 5,42 gram isoamylacetaat gevormd worden. Het rendement van deze reactie is echter geen 100% maar 75%. Er kan dus maximaal 0,75 · 5,42 = 4,06.. = 4,1 gram isoamylacetaat gevormd worden. Rond af op twee significante cijfers. Bij meer zwavelzuur kan al meer van het gevormde water worden gebonden. Er ontstaat een aflopende reactie naar rechts. Er ontstaat dus meer isoamylacetaat. De formule van zwavelzuur is H2SO4. Zwavelzuur is een sterk zuur en zal dus alle H+-ionen afstaan. In een zuurbase-reactie worden er daarom ook alleen maar     H+ (aq) ionen genoteerd. In een natriumwaterstofcarbonaatoplossing komen Na+ (aq) en HCO3- (aq) ionen voor. Hierbij functioneert het waterstofcarbonaat-ion als base (zie BINAS Tabel 49). In de zuurbase-reactie worden daarom alleen de waterstofcarbonaat-ionen genoteerd. De zuur-basereactie voor de reactie tussen zwavelzuur en een natriumwaterstofcarbonaatoplossing wordt hieronder weergegeven. H+ (aq) + HCO3- (aq) 🡪 H2O (l) + CO2 (g) Let op: Bij de meeste zuur-basereactie ontstaat er water (H2O) en koolstofdioxide (CO2). In de bijlage van deze toets worden alle regels voor het opstellen van een zuur-basereactie weergegeven. De reactievergelijking dient altijd kloppend gemaakt te worden. Vergeet dus niet om de coëfficiënt 2 voor H2O (l) te plaatsen. De stof natriumsulfaathexahydraat is een zouthydraat. NatriumsulfaathexahydraatNa+  SO42-   ·  6 H2O De formule van natriumsulfaathexahydraat is Na2SO4 · 6 H2O Let op: Bij het noteren van een zouthydraat wordt tussen de formule van het zout en het aantal watermoleculen een punt (·) genoteerd. In BINAS Tabel 66C worden de voorvoegsels weergegeven. Het voorvoegsels ‘hexa’ betekent dus 6 en dus zijn er 6 watermoleculen aanwezig in het rooster van dit zouthydraat.