--- title: "Zuren, basen en pH" book: "Scheikunde van basisschool tot bovenbouw" subject: chemistry language: nl chapter: 18 exercises: 12 source: https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph license: CC-BY-NC-SA-4.0 credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)" --- # Hoofdstuk 18 — Zuren, basen en pH Op een plank in de keuken staan een citroen, een fles azijn, een stuk zeep en een doos baksoda; onder de gootsteen een fles ontstopper met een zwart-rood waarschuwingsetiket. Sommige hiervan smaken zuur, sommige voelen glibberig aan, sommige kunnen de huid verbranden. Eén enkele schaal, genummerd van 0 tot 14, deelt ze allemaal in — en dezelfde schaal wordt gebruikt voor zwembaden, tuingrond, het bloed en de oceanen. **Wat je al weet.** [Ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) zijn [atomen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-atom) of groepen [atomen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-atom) die een lading dragen; een [kation](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) zoals $\ce{Na+}$ is positief, een [anion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) zoals $\ce{Cl-}$ of $\ce{OH-}$ negatief. Ionenoplossingen bevatten [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) met de aanduiding (aq), die vrij bewegen ([Hoofdstuk 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#ch-g9-ions)). ![Citroen, azijn, zeep en baksoda: zuren en basen in de keuken.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-acids-bases-ph/img-e824346caec9.jpg) *Citroen, azijn, zeep en baksoda: zuren en basen in de keuken.* ## 18.1 Zure, basische en neutrale oplossingen **Definitie 18.1 (Zure, basische en neutrale oplossingen).** Elke [waterige oplossing](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) bevat waterstofionen $\ce{H+(aq)}$ en [hydroxide-ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) $\ce{OH-(aq)}$. Een oplossing is een *zure oplossing* als ze meer $\ce{H+}$-ionen dan $\ce{OH-}$-ionen bevat, een *basische oplossing* als ze meer $\ce{OH-}$-ionen dan $\ce{H+}$-ionen bevat, en een *neutrale oplossing* als ze van allebei evenveel bevat. **Voorbeeld 18.2 (Drie oplossingen).** Zoutzuur is een [zure oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic): het bevat $\ce{H+(aq)}$- en $\ce{Cl-(aq)}$-ionen, met heel weinig $\ce{OH-}$. Een oplossing van natriumhydroxide is basisch: $\ce{Na+(aq)}$ en $\ce{OH-(aq)}$, met heel weinig $\ce{H+}$. Zuiver water en zout water zijn neutraal. ## 18.2 De pH-schaal **Definitie 18.3 (pH).** De *pH* van een [waterige oplossing](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) is een getal, meestal tussen 0 en 14, dat aangeeft hoe zuur of basisch ze is: bij $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ heeft een [neutrale oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic) pH 7, een [zure oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic) een pH onder 7, een [basische oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic) een pH boven 7. Hoe meer $\ce{H+}$-ionen een oplossing bevat, hoe lager haar pH. ![De pH-schaal, met de pH van een aantal bekende oplossingen.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-acids-bases-ph/fig-2c62ece0e01b.svg) *De pH-schaal, met de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) van een aantal bekende oplossingen.* **Definitie 18.4 (pH-papier en pH-meter).** *pH-papier* is een strookje papier gedrenkt in een [mengsel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) van kleurstoffen dat bij elke [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) een andere kleur aanneemt; je brengt er een druppel van de oplossing op aan en vergelijkt de kleur met een kleurenkaart op het doosje. Een *pH-meter* meet de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) met een glaselektrode die in de oplossing staat, en geeft hem weer als getal, op één of twee decimalen. **Methode 18.5 (Een pH meten met pH-papier).** 1. Leg een kort strookje [pH-papier](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) op een schoon, droog schaaltje. 2. Breng met een schoon glazen staafje een druppel van de oplossing op het strookje (doop het strookje nooit in de fles). 3. Vergelijk de kleur meteen met de kaart, en lees de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) af, meestal op een geheel getal nauwkeurig. ![Een pH meten met een pH-meter: de glaselektrode staat in de oplossing, die zachtjes geroerd wordt.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-acids-bases-ph/fig-6f78c3db9eee.svg) *Een [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) meten met een [pH-meter](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper): de glaselektrode staat in de oplossing, die zachtjes geroerd wordt.* ## 18.3 Een zuur verdunnen **Propositie 18.6 (Verdunnen brengt de pH dichter bij 7).** Als je water toevoegt aan een [zure oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic), verspreiden de $\ce{H+}$-ionen zich over een groter volume: de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) stijgt, richting 7, maar nooit voorbij 7. Voor een zuur zoals zoutzuur verhoogt tien keer verdunnen de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) met ongeveer één eenheid: één volume zuur met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2 plus negen volumes water geeft een oplossing met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3. Verdunnen van een [basische oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic) verlaagt haar [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) op dezelfde manier richting 7. ![Een zuur tien keer verdunnen, en daarna nog eens tien keer: de pH gaat van 2 naar 3 naar 4 (elk bekerglas bevat een tiende van de vorige oplossing, aangevuld met water).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-acids-bases-ph/fig-7c61781dc54a.svg) *Een zuur tien keer verdunnen, en daarna nog eens tien keer: de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) gaat van 2 naar 3 naar 4 (elk bekerglas bevat een tiende van de vorige oplossing, aangevuld met water).* **In het laboratorium — Een zuur verdunnen.** Om een zuur te verdunnen, giet de docent altijd het zuur langzaam in het water, nooit het water in het zuur: bij het [mengen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) komt warmte vrij, en water dat op een geconcentreerd zuur gegoten wordt, kan meteen koken en zuur uit het vat laten spatten. ## 18.4 Zuren en basen in het dagelijks leven **Propositie 18.7 (Zuren en basen om ons heen).** Zuur: citroen- en limoensap, azijn, wijn, frisdrank met prik, koffie, maagsap in de maag. Basisch: zeewater (een beetje), baksoda opgelost in water, zeep, magnesiamelk (een middel tegen maagzuur), huishoudammonia, bleekwater, ontstopper (heel sterk). **Voorbeeld 18.8 (De pH van de oceaan).** De gemiddelde [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) van de oceaan is ongeveer 8.1: een beetje basisch. Sinds het begin van het industriële tijdperk heeft koolstofdioxide dat uit de [lucht](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/4-lucht-een-mengsel-van-gassen#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) [oplost](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) van het oppervlaktewater met ongeveer 0.1 verlaagd: de oceanen worden langzaam minder basisch, wat schelpdieren en koralen schaadt. ![Rodekoolsap, door een docent bereid, verandert van kleur met de pH: rood in zuren, violet rond neutraal, blauw, groen en dan geel in steeds basischere oplossingen.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-acids-bases-ph/img-722c4154b46b.jpg) *Rodekoolsap, door een docent bereid, verandert van kleur met de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph): rood in zuren, violet rond neutraal, blauw, groen en dan geel in steeds basischere oplossingen.* ## 18.5 Veilig omgaan met bijtende producten **Veiligheid.** ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-acids-bases-ph/fig-20f476ac910d.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-acids-bases-ph/fig-def5b4083f5d.svg) Geconcentreerd zoutzuur en natriumhydroxide (de base van ontstoppers) dragen het pictogram voor bijtende stoffen, GHS05: ze veroorzaken ernstige brandwonden aan huid en ogen en tasten metalen aan. GHS07: irriterend. Veiligheidsbril en handschoenen; een spat wordt meteen met veel water weggespoeld. **Opmerking 18.9 (Meng nooit schoonmaakmiddelen).** Zure en basische producten reageren met elkaar, soms heftig, en sommige [mengsels](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) geven giftige gassen af: bleekwater gemengd met een zure ontkalker geeft chloor af. Schoonmaakmiddelen meng je nooit. ## 18.6 Oefeningen **Oefening 18.1 ★.** Zuur, basisch of neutraal? Een oplossing met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3, een met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7, een met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11. **Oplossing van Oefening 18.1.** [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3: zuur. [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7: neutraal. [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11: basisch. **Oefening 18.2 ★.** Welke [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) zijn er het talrijkst in een [zure oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic)? En in een basische? **Oplossing van Oefening 18.2.** Zuur: $\ce{H+}$-ionen. Basisch: $\ce{OH-}$-ionen. **Oefening 18.3 ★.** Zet met de pH-schaal van dit hoofdstuk op volgorde van het meest zuur tot het meest basisch: koffie, zeewater, limoensap, huishoudammonia, zuiver water. **Oplossing van Oefening 18.3.** Limoensap (2), koffie (5), zuiver water (7), zeewater (8.1), huishoudammonia (12). **Oefening 18.4 ★.** Beschrijf hoe je de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) van een oplossing meet met [pH-papier](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper). **Oplossing van Oefening 18.4.** Je legt een strookje op een schoon, droog schaaltje en brengt er met een schoon glazen staafje een druppel van de oplossing op; de kleur vergelijk je meteen met de kaart. **Oefening 18.5 ★★.** Een oplossing met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4 wordt tien keer verdund met water. Wat is ongeveer haar nieuwe [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph)? En als ze honderd keer verdund wordt? **Oplossing van Oefening 18.5.** Ongeveer 5 na een tienvoudige verdunning; ongeveer 6 na een honderdvoudige. **Oefening 18.6 ★★.** Kan een [zure oplossing](#def-g9-acids-bases-ph-acidic) basisch worden door er water bij te doen? Leg uit. **Oplossing van Oefening 18.6.** Nee. Verdunnen brengt de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) dichter bij 7, maar nooit voorbij 7: water zelf is neutraal, en door het toe te voegen kunnen de $\ce{OH-}$-ionen nooit talrijker worden dan de $\ce{H+}$-ionen. **Oefening 18.7 ★★.** Waarom moet je een zuur in water gieten, en niet andersom? **Oplossing van Oefening 18.7.** Bij het [mengen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) komt warmte vrij. Water dat op een geconcentreerd zuur gegoten wordt, kan meteen koken en zuur wegslingeren; zuur dat langzaam in water gegoten wordt, verspreidt zich meteen over een groot volume. **Oefening 18.8 ★★.** Op een fles staat het pictogram GHS05. Wat betekent dat? Noem twee voorzorgsmaatregelen. **Oplossing van Oefening 18.8.** Bijtend: tast huid, ogen en metalen aan. Draag een veiligheidsbril en handschoenen; spoel elke spat weg met veel water. **Oefening 18.9 ★★.** Hoeveel keer moet je een zuur tien keer verdunnen om van [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1 naar [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4 te gaan? Hoe groot is de totale verdunning? **Oplossing van Oefening 18.9.** Drie verdunningen (1 naar 2, 2 naar 3, 3 naar 4): $10 \times 10 \times 10 = 1000$ keer. **Oefening 18.10 ★★.** Magnesiamelk wordt ingenomen tegen maagzuur. Leg met de pH-schaal uit waarom. **Oplossing van Oefening 18.10.** Magnesiamelk is basisch ([pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) ongeveer 10.5): het reageert met een deel van het overtollige zuur in de maag. **Oefening 18.11 ★★★.** De [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) van de oceaan is sinds het industriële tijdperk met ongeveer 0.1 gedaald. Is de oceaan nu zuur? In welke richting verandert hij, en waarom? **Oplossing van Oefening 18.11.** Nee: met een [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) van 8.1 is hij nog steeds een beetje basisch. Hij gaat richting een lagere [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph), minder basisch, omdat er koolstofdioxide uit de [lucht](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/4-lucht-een-mengsel-van-gassen#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) in [oplost](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). **Oefening 18.12 ★★★.** Een leerling meet de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) van dezelfde azijn met [pH-papier](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) (3) en met een [pH-meter](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) (2.6). Leg uit waarom de twee resultaten verschillen en welk nauwkeuriger is. **Oplossing van Oefening 18.12.** [pH-papier](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) lees je met het oog af tegen een kleurenkaart, tot op ongeveer één eenheid; de [pH-meter](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) geeft een getal op één of twee decimalen. De meter is nauwkeuriger; de twee resultaten komen overeen binnen de nauwkeurigheid van het papier. ## 18.7 Probleem: Gemorst zuur **Probleem 18.1.** Weekendprobleem — een liter zuur gemorst in een gootsteen van het laboratorium, en waarom verdunnen niet de oplossing is Een fles met $1\,\mathrm{L}$ verdund zoutzuur, met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2, breekt in een gootsteen van het laboratorium. In de afvoer mag geen oplossing komen met een [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) onder 5. Gebruik de regel van dit hoofdstuk: voor dit zuur verhoogt elke tienvoudige verdunning de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) met één eenheid. **Deel I — Het zuur.** 1. Is de oplossing zuur, neutraal of basisch? Welke [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) bevat ze het meest? 2. Welk pictogram hoort er op de fles te staan, en waarom? 3. De docent meet de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) met een [pH-meter](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) in plaats van met [pH-papier](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) . Noem één voordeel. 4. Hoeveel meer $\ce{H+}$ -ionen zitten er in een liter met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2 dan in een liter met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3 van hetzelfde zuur? **Deel II — Verdunnen.** 5. Hoeveel oplossing krijg je als je de liter zuur tien keer verdunt? Wat is de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) ? 6. Hoeveel tienvoudige verdunningen zijn er nodig om [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5 te bereiken? 7. Hoeveel oplossing zou dat in totaal opleveren? 8. Zou je de oplossing met genoeg water basisch kunnen maken? Leg uit. **Deel III — Een betere manier.** De docent voegt in plaats daarvan beetje bij beetje een oplossing van een base toe tot het [pH-papier](#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) 7 aangeeft: de $\ce{H+}$-ionen van het zuur reageren met de $\ce{OH-}$-ionen van de base. 9. Schrijf de vergelijking op van de reactie tussen $\ce{H+}$ - en $\ce{OH-}$ -ionen. 10. Waarom is dit beter dan verdunnen? 11. Noem een basisch product uit het dagelijks leven waarmee je in een keuken een klein beetje gemorste azijn zou kunnen opruimen. 12. Bereken hoeveel water je aan de liter zuur zou moeten toevoegen om hem op [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5 te brengen. **Oplossing van Probleem 18.1.** **1.** Zuur: het bevat vooral $\ce{H+(aq)}$- en $\ce{Cl-(aq)}$-ionen. **2.** GHS05, bijtend: een zuur tast huid, ogen en metalen aan. **3.** Hij geeft een nauwkeurig getal in plaats van een kleur die je met het oog moet vergelijken. **4.** Tien keer meer: één pH-eenheid komt overeen met een tienvoudige verdunning. **5.** $10\,\mathrm{L}$, met [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3. **6.** Drie: [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2 naar 3, 3 naar 4, 4 naar 5. **7.** $1 \times 10 \times 10 \times 10 = 1000\,\mathrm{L}$. **8.** Nee: verdunnen brengt de [pH](#def-g9-acids-bases-ph-ph) alleen dichter bij 7. **9.** $\ce{H+ + OH- -> H2O}$. **10.** Het zuur wordt vernietigd, omgezet in water, in plaats van over een enorm volume verspreid; er is maar een beetje base nodig en geen duizend liter water. **11.** Baksoda opgelost in water (of zeepsop). **12.** $1000 - 1 = 999\,\mathrm{L}$ water.