---
title: "Buffers en predominantiediagrammen"
book: "Scheikunde van basisschool tot bovenbouw"
subject: chemistry
language: nl
chapter: 45
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/45-buffers-en-predominantiediagrammen
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Hoofdstuk 45 — Buffers en predominantiediagrammen

Een bloedonderzoek geeft de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) van arterieel bloed: normaal tussen 7.38 en 7.42. Werkende spieren storten zuren in het bloed, de longen blazen er koolstofdioxide uit, voedsel brengt zuren en basen binnen; toch beweegt de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) nauwelijks. Een paar deeltjes, een zuur en zijn eigen base, vangt die schokken op. Dit hoofdstuk laat zien welke vorm van een koppel bij een gegeven [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) overheerst, hoe een paar druppels van een gekleurd koppel de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) verraden, en hoe een [mengsel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) van een zuur en zijn base de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) stabiel houdt.

**Wat je al weet.**

[Zuur-basekoppels](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-bronsted), $K_a$ en $pK_a$; de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) van een oplossing ([Hoofdstuk 44](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#ch-g12-ka-and-pka), [Hoofdstuk 18](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#ch-g9-acids-bases-ph)).

![Bloedmonsters: hun pH wordt binnen een smal gebied gehouden.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/img-5cdfaccbd12e.jpg)

*Bloedmonsters: hun [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) wordt binnen een smal gebied gehouden.*

## 45.1 Predominantiediagrammen

**Propositie 45.1 (De betrekking van Henderson).**

In elke [waterige oplossing](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) die het koppel $\ce{HA}$/$\ce{A-}$ bevat, geldt

$$
\mathrm{pH} = pK_a + \log\frac{[\ce{A-}]}{[\ce{HA}]} .
$$

**Bewijs.** Neem van beide kanten van $K_a = \dfrac{[\ce{A-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HA}]c^\circ}$ de $-\log$: $pK_a = \mathrm{pH} - \log\dfrac{[\ce{A-}]}{[\ce{HA}]}$. ∎

**Definitie 45.2 (Predominantie- en verdelingsdiagrammen).**

Het *predominantiediagram* van een koppel is een pH-as die bij $pK_a$ in tweeën is gedeeld: daaronder overheerst het zuur HA ($[\ce{HA}] > [\ce{A-}]$), daarboven de base $\ce{A-}$. Het *verdelingsdiagram* laat het aandeel van elke vorm zien, $[\ce{HA}]/c$ en $[\ce{A-}]/c$, tegen de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph); de twee krommen snijden elkaar bij $\mathrm{pH} = pK_a$.

**Methode 45.3 (Een predominantiediagram tekenen).**

1. Teken een pH-as van 0 tot 14 en geef de $pK_a$ van het koppel aan.
2. Schrijf het zuur links van $pK_a$ en de base rechts.
3. Geef voor een deeltje met meerdere koppels (een zuur dat twee waterstofionen kan afstaan, een aminozuur) elke $pK_a$ aan: elk interval hoort bij één vorm.
4. Eén eenheid van $pK_a$ af is de verhouding al 10 op 1: de kleinste vorm zit onder $10\,\%$ .

![Predominantiediagrammen van vier koppels: het zuur (links, rood) overheerst onder zijn pK_a, de base (rechts, blauw) erboven.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-6e70ab8ad5e5.svg)

*[Predominantiediagrammen](#def-g12-buffers-predominance-predominance) van vier koppels: het zuur (links, rood) overheerst onder zijn $pK_a$, de base (rechts, blauw) erboven.*

![Verdelingsdiagrammen, berekend uit de pK_a-waarden. Links: ethaanzuur, de krommen snijden elkaar bij 4.76. Rechts: glycine, H2N-CH2-COOH, met twee koppels (pK_a 2.35 en 9.78): het kation H3N+-CH2-COOH, het zwitterion H3N+-CH2-COO- en het anion H2N-CH2-COO-.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-d273b4c6a35e.svg)

![Verdelingsdiagrammen, berekend uit de pK_a-waarden. Links: ethaanzuur, de krommen snijden elkaar bij 4.76. Rechts: glycine, H2N-CH2-COOH, met twee koppels (pK_a 2.35 en 9.78): het kation H3N+-CH2-COOH, het zwitterion H3N+-CH2-COO- en het anion H2N-CH2-COO-.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-1e010d3ec963.svg)

*[Verdelingsdiagrammen](#def-g12-buffers-predominance-predominance), berekend uit de $pK_a$-waarden. Links: ethaanzuur, de krommen snijden elkaar bij 4.76. Rechts: glycine, $\ce{H2N-CH2-COOH}$, met twee koppels ($pK_a$ 2.35 en 9.78): het [kation](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) $\ce{H3N+-CH2-COOH}$, het zwitterion $\ce{H3N+-CH2-COO-}$ en het [anion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) $\ce{H2N-CH2-COO-}$.*

**Voorbeeld 45.4 (Glycine in het lichaam).**

Bij de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) van bloed, ongeveer 7.4, ligt glycine tussen zijn twee $pK_a$-waarden: het is bijna helemaal in de vorm van het zwitterion, met een positieve lading op zijn stikstofatoom en een negatieve lading op zijn carboxylaatgroep, en als geheel neutraal. Elk aminozuur gedraagt zich zo.

## 45.2 Zuur-base-indicatoren

**Definitie 45.5 (Zuur-base-indicator, omslagtraject).**

Een *zuur-base-indicator* is een koppel $\ce{HInd}$/$\ce{Ind-}$ waarvan de twee vormen verschillende kleuren hebben, en dat in heel kleine hoeveelheden gebruikt wordt. Het *omslagtraject* is het pH-interval waarin je de kleur ziet omslaan, ruwweg van $pK_a - 1$ tot $pK_a + 1$: daaronder zie je de kleur van $\ce{HInd}$, daarboven die van $\ce{Ind-}$, en daartussen een [mengsel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) van beide.

![Kleuren van vier indicatoren tegen de pH; de gearceerde stukken zijn de omslagtrajecten. Thymolblauw, met twee koppels, heeft twee omslagtrajecten.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-1684670f13c8.svg)

*Kleuren van vier indicatoren tegen de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph); de gearceerde stukken zijn de [omslagtrajecten](#def-g12-buffers-predominance-indicator). Thymolblauw, met twee koppels, heeft twee [omslagtrajecten](#def-g12-buffers-predominance-indicator).*

**Methode 45.6 (Een indicator kiezen).**

Om te zien wanneer een oplossing een bepaalde [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) passeert (bijvoorbeeld de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) aan het eind van een [titratie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/36-titratie#def-g11-titration-titration)), kies je een indicator waarvan het [omslagtraject](#def-g12-buffers-predominance-indicator) die [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) bevat: de kleur slaat dan precies daar om.

## 45.3 Bufferoplossingen

**Definitie 45.7 (Bufferoplossing).**

Een *bufferoplossing* is een oplossing waarvan de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) heel weinig verandert als er een beetje zuur of base wordt toegevoegd, of als ze verdund wordt. Ze bestaat meestal uit een [zwak zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) en zijn geconjugeerde base in vergelijkbare hoeveelheden; haar [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) ligt dan dicht bij de $pK_a$ van het koppel.

**Propositie 45.8 (Waarom een buffer weerstand biedt).**

In een buffer van $\ce{HA}$ en $\ce{A-}$ wordt een toegevoegd [sterk zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) verbruikt door $\ce{A-}$ ($\ce{A- + H3O+ -> HA + H2O}$) en een toegevoegde [sterke base](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) door $\ce{HA}$ ($\ce{HA + OH- -> A- + H2O}$); de verhouding $[\ce{A-}]/[\ce{HA}]$, en dus de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), verandert maar weinig. Verdunnen verandert de verhouding helemaal niet.

**Bewijs.** Volgens de betrekking van Henderson hangt de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) alleen af van de verhouding. Als je $1\,\mathrm{mmol}$ zuur toevoegt aan een buffer met $10\,\mathrm{mmol}$ van elke vorm, verandert de verhouding van $10/10$ in $9/11$, en de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) met maar $\log(9/11) = -0.09$. ∎

![Zoutzuur toevoegen aan zuiver water en aan een buffer van ethaanzuur en natriumethanoaat (elk 0.10\, mol/ L). De pH van water daalt van 7 tot ongeveer 2; die van de buffer van 4.76 tot 4.67.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/fig-b8a0fca20138.svg)

*Zoutzuur toevoegen aan zuiver water en aan een buffer van ethaanzuur en natriumethanoaat (elk $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$). De [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) van water daalt van 7 tot ongeveer 2; die van de buffer van 4.76 tot 4.67.*

**Methode 45.9 (Een buffer maken).**

1. Kies een koppel waarvan de $pK_a$ minder dan één eenheid van de gewenste [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) af ligt (het liefst er vlak bij).
2. Bereken de verhouding $[\ce{A-}]/[\ce{HA}] = 10^{\mathrm{pH} - pK_a}$ .
3. Meng het [zwakke zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) en een zout van zijn base in die verhouding, in concentraties die hoog genoeg zijn om de hoeveelheden zuur of base op te vangen.

**In het laboratorium — Een buffer van pH 4.8 maken.**

$50.0\,\mathrm{mL}$ ethaanzuur van $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ wordt gemengd met $50.0\,\mathrm{mL}$ natriumethanoaat van $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; een [pH-meter](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph-paper) geeft ongeveer 4.8 aan. Een paar druppels zoutzuur van $1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ laten de aflezing nauwelijks bewegen, terwijl dezelfde druppels in $100\,\mathrm{mL}$ gedestilleerd water haar tot ongeveer 3 laten dalen.

## 45.4 Buffers in levende wezens

**Voorbeeld 45.10 (De buffer van het bloed).**

De belangrijkste buffer van bloed is het koppel van opgelost koolstofdioxide en het waterstofcarbonaation, $\ce{CO2,H2O}$/$\ce{HCO3-}$. Voor bloed gebruiken fysiologen daarvoor de betrekking $\mathrm{pH} = 6.1 +
\log\big([\ce{HCO3-}]/[\ce{CO2}]\big)$. De longen verwijderen koolstofdioxide, de nieren regelen het waterstofcarbonaat bij: samen houden ze de verhouding, en dus de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), vast.

![Zwembadwater testen: de kleuren van indicatoren geven de pH.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-buffers-predominance/img-a2998804630a.jpg)

*Zwembadwater testen: de kleuren van indicatoren geven de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph).*

## 45.5 Oefeningen

**Oefening 45.1 ★.**

Welke vorm van het koppel $\ce{CH3COOH}$/$\ce{CH3COO-}$ ($pK_a = 4.76$) overheerst bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2, bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.76 en bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7?

**Oplossing van Oefening 45.1.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2: $\ce{CH3COOH}$. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.76: beide in gelijke hoeveelheden. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7: $\ce{CH3COO-}$.

**Oefening 45.2 ★.**

Lees in het [verdelingsdiagram](#def-g12-buffers-predominance-predominance) van ethaanzuur het aandeel $\ce{CH3COO-}$ af bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4 en bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6.

**Oplossing van Oefening 45.2.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4: $1/(1 + 10^{0.76}) = 0.15$. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6: $1/(1 + 10^{-1.24}) = 0.95$.

**Oefening 45.3 ★.**

Welke kleur heeft broomthymolblauw bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5? Bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7? Bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9?

**Oplossing van Oefening 45.3.**

Geel; groen (binnen het [omslagtraject](#def-g12-buffers-predominance-indicator)); blauw.

**Oefening 45.4 ★.**

Welke vorm van het koppel $\ce{NH4+}$/$\ce{NH3}$ overheerst in een oplossing met [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4? Met [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11?

**Oplossing van Oefening 45.4.**

Bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4, onder 9.26: $\ce{NH4+}$. Bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11: $\ce{NH3}$.

**Oefening 45.5 ★.**

Waarom gebruikt men indicatoren in heel kleine hoeveelheden?

**Oplossing van Oefening 45.5.**

Een indicator is zelf een [zuur-basekoppel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-bronsted): in grote hoeveelheden zou hij de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) veranderen die hij moet laten zien.

**Oefening 45.6 ★★.**

Bereken de verhouding $[\ce{CH3COO-}]/[\ce{CH3COOH}]$ bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.76, 4.76 en 5.76.

**Oplossing van Oefening 45.6.**

$10^{\mathrm{pH} - 4.76}$: 0.1; 1; 10.

**Oefening 45.7 ★★.**

Een [titratie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/36-titratie#def-g11-titration-titration) eindigt bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 8.7. Welke van de vier indicatoren uit de figuur zou je kiezen? Waarom niet methylrood?

**Oplossing van Oefening 45.7.**

Fenolftaleïne (8.0–10.0) of thymolblauw (8.0–9.1): hun [omslagtrajecten](#def-g12-buffers-predominance-indicator) bevatten 8.7. Methylrood slaat om tussen 4.2 en 6.3, ver van 8.7: het zou al lang eerder omgeslagen zijn.

**Oefening 45.8 ★★.**

Een buffer bevat $0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ethaanzuur en $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ natriumethanoaat. Bereken de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) ervan.

**Oplossing van Oefening 45.8.**

$\mathrm{pH} = 4.76 + \log(0.10/0.20) = 4.76 - 0.30 = 4.46$.

**Oefening 45.9 ★★.**

Geef met het diagram van glycine de overheersende vorm bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1, 6 en 12, met de lading ervan.

**Oplossing van Oefening 45.9.**

[pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1: het [kation](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) $\ce{H3N+-CH2-COOH}$, lading $+1$. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6: het zwitterion, totale lading 0. [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 12: het [anion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) $\ce{H2N-CH2-COO-}$, lading $-1$.

**Oefening 45.10 ★★.**

Lees de responskrommen af: hoeveel daalt de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) van water na $1.0\,\mathrm{mL}$ zuur? En die van de buffer?

**Oplossing van Oefening 45.10.**

Water: van 7.0 naar $-\log(1.0 \times 10^{-4}/0.101) = 3.0$, een daling van 4 eenheden. Buffer: van 4.76 naar $4.76 + \log(9.9/10.1) = 4.75$, een daling van 0.01.

**Oefening 45.11 ★★.**

Welk koppel uit de figuur met [predominantiediagrammen](#def-g12-buffers-predominance-predominance) zou je kiezen om een buffer van [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9.5 te maken? In welke verhouding zou je de twee vormen [mengen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix)?

**Oplossing van Oefening 45.11.**

$\ce{NH4+}$/$\ce{NH3}$ ($pK_a = 9.26$). Verhouding $[\ce{NH3}]/[\ce{NH4+}] = 10^{9.5 - 9.26} = 1.7$.

**Oefening 45.12 ★★★.**

De ethanoaatbuffer uit de figuur ($10\,\mathrm{mmol}$ van elke vorm) krijgt zoutzuur toegevoegd. Hoeveel zuur kan hij opnemen voordat zijn [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) met één eenheid gedaald is? Waarom zegt men dat een geconcentreerdere buffer een grotere capaciteit heeft?

**Oplossing van Oefening 45.12.**

De [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) daalt met één eenheid als de verhouding $1/10$ bereikt: $(10 - n)/(10 + n) = 0.1$, dus $n = 8.2\,\mathrm{mmol}$. Een buffer met meer van elke vorm kan meer zuur of base opvangen voor dezelfde verandering van de verhouding: hij heeft een grotere capaciteit.

**Oefening 45.13 ★★★.**

Welk volume oplossing van natriumethanoaat van $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ moet je toevoegen aan $100\,\mathrm{mL}$ ethaanzuur van $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ om een buffer van [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5.0 te krijgen?

**Oplossing van Oefening 45.13.**

Verhouding $10^{5.0 - 4.76} = 1.74$; het zuur is $10\,\mathrm{mmol}$, dus $17.4\,\mathrm{mmol}$ ethanoaat, dat is $174\,\mathrm{mL}$ van de oplossing.

**Oefening 45.14 ★★★.**

Thymolblauw heeft twee [omslagtrajecten](#def-g12-buffers-predominance-indicator). Leg uit waarom, en geef de kleur ervan bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1, 5 en 10.

**Oplossing van Oefening 45.14.**

Het heeft twee [zuur-basekoppels](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-bronsted), met twee $pK_a$-waarden, en dus twee kleuromslagen: rood bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1, geel bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5, blauw bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 10.

**Oefening 45.15 ★★★.**

Een buffer van [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.76 wordt tien keer verdund met gedestilleerd water. Wat is volgens de betrekking van Henderson zijn nieuwe [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph)? Wat gebeurt er als een [sterk zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) met dezelfde [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) tien keer verdund wordt?

**Oplossing van Oefening 45.15.**

Verdunnen deelt beide concentraties door 10: de verhouding, en dus de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) (4.76), verandert niet. Een [sterk zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) dat tien keer verdund wordt, stijgt één pH-eenheid.

## 45.6 Probleem: De buffer van het bloed

**Probleem 45.1.**

Weekendprobleem — welke verhouding tussen waterstofcarbonaat en koolstofdioxide houdt bloed op pH 7.4?

De [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) van arterieel bloed ligt normaal tussen 7.38 en 7.42. De belangrijkste buffer is het koppel $\ce{CO2,H2O}$/$\ce{HCO3-}$, waarvoor fysiologen $\mathrm{pH} = 6.1 + \log\big([\ce{HCO3-}]/[\ce{CO2}]\big)$ gebruiken. De normale concentratie waterstofcarbonaat in bloed is 22 tot $28\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$.

**Deel I — Het koppel.**

1. Schrijf de reactie op van opgelost koolstofdioxide met water, waarbij waterstofcarbonaationen ontstaan.
2. Welk deeltje is het zuur, welk de base?
3. De waarde 6.1 verschilt van de 6.37 uit de tabel van $pK_a$ -waarden. Geef een reden (denk aan de temperatuur van het lichaam en aan de andere [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) die aanwezig zijn).
4. Welke hoeveelheid waterstofcarbonaat bevat $5.0\,\mathrm{L}$ bloed bij $24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ ?

**Deel II — Predominantie.**

5. Teken het [predominantiediagram](#def-g12-buffers-predominance-predominance) van het koppel met $pK = 6.1$ .
6. Welke vorm overheerst in bloed?
7. Is bloed licht zuur of licht basisch?

**Deel III — De verhouding.**

8. Bereken met de betrekking de verhouding $[\ce{HCO3-}]/[\ce{CO2}]$ bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4.
9. Neem $[\ce{HCO3-}] = 24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ en bereken $[\ce{CO2}]$ .
10. Bereken de verhouding aan de twee uiteinden van het normale gebied, 7.38 en 7.42.
11. Welk deel van het koppel is bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4 in de vorm van waterstofcarbonaat?
12. Bloed dat te basisch is, kan [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.6 bereiken. Wat is de verhouding dan?

**Deel IV — Als het evenwicht verloren gaat.**

13. Bij een zware inspanning komen er zuren in het bloed. Welke vorm van het koppel verbruikt ze? Schrijf de reactie op.
14. Wat zou de verhouding worden als de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) tot 7.1 daalde?
15. Hoeveel zou het koolstofdioxide moeten toenemen bij een ongewijzigde hoeveelheid waterstofcarbonaat? Wat doen de longen om terug te vechten?
16. Waarom is een [zwak zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) met zijn base, en niet een [sterk zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) , het juiste middel om een [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) vast te houden?
17. Hoeveel verandert de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) als beide concentraties door twee worden gedeeld? Waarom?
18. Geef het eindantwoord: wat is de verhouding tussen waterstofcarbonaat en koolstofdioxide in bloed bij [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.4?

**Oplossing van Probleem 45.1.**

**1.** $\ce{CO2 + 2H2O <=> HCO3- + H3O+}$.

**2.** Opgelost koolstofdioxide (met water) is het zuur, waterstofcarbonaat de base.

**3.** De tabelwaarde geldt bij $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ in zuiver water; bloed is $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ en zit vol andere [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion), die de constante veranderen (en fysiologen tellen al het opgeloste koolstofdioxide mee).

**4.** Bij $24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$: $0.024 \times 5.0 = 0.12\,\mathrm{mol}$.

**5.** Een pH-as die bij 6.1 is gedeeld: $\ce{CO2}$ eronder, $\ce{HCO3-}$ erboven.

**6.** Bij 7.4, boven 6.1: waterstofcarbonaat.

**7.** Licht basisch: de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) ligt boven 7.

**8.** $10^{7.4 - 6.1} = 10^{1.3} = 20$.

**9.** $24 / 20 = 1.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$.

**10.** $10^{1.28} = 19$ en $10^{1.32} = 21$.

**11.** $20/21 = 95\,\%$.

**12.** $10^{7.6 - 6.1} = 10^{1.5} = 32$.

**13.** Het waterstofcarbonaation: $\ce{HCO3- + H3O+ -> CO2 + 2H2O}$.

**14.** $10^{7.1 - 6.1} = 10$.

**15.** Van $24/20 = 1.2$ naar $24/10 = 2.4\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$: verdubbeld. De longen ademen sneller en dieper, om het extra koolstofdioxide uit te blazen.

**16.** Een [zwak zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) en zijn base kunnen elk opvangen wat er wordt toegevoegd, en de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) hangt alleen af van hun verhouding; een [sterk zuur](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/44-zuren-en-basen-ka-en-pka#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) zou de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) alleen maar één kant op duwen.

**17.** Helemaal niet: de verhouding, en dus de [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/18-zuren-basen-en-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), blijft gelijk.

**18.** Ongeveer 20.