Alle boeken

Professioneel

Apps Over Coach Inloggen Begin met lezen

Scheikunde · Begrippenlijst

Wat is Predominante reactie, equivalente oplossing?

Ook bekend als: predominante reactie · equivalente oplossing

Definitie 10.10 Universitaire scheikunde — jaar 1 · Hoofdstuk 10 — Zuur-base-evenwichten en de methode van de predominante reactie

In een oplossing met meerdere zuren en basen is de predominante reactie de reactie met de grootste constante, tussen het sterkste zuur en de sterkste base die aanwezig zijn. Als ze kwantitatief is, wordt ze als aflopend behandeld, en wordt de oplossing vervangen door de equivalente oplossing: de oplossing die ontstaat zodra deze reactie voltooid is, en die dezelfde pH heeft als de echte.

Een pK_a-schaal (getekend met pK_a naar boven toenemend; waarden rechts). Een zuur reageert gunstig met elke base die er op de schaal boven staat: hier ethaanzuur met ammoniak, K = 109.25 - 4.76 = 104.49.
Een pKa\mathrm{p}K_a-schaal (getekend met pKaK_a naar boven toenemend; waarden rechts). Een zuur reageert gunstig met elke base die er op de schaal boven staat: hier ethaanzuur met ammoniak, K=109.25−4.76=104.49K = 10^{9.25 - 4.76} = 10^{4.49}.
pH van oplossingen van ethaanzuur tegen pC, exact berekend uit de ladingsbalans. Geconcentreerd is het zuur weinig gedissocieerd en volgt het 1/2( pK_a + pC); verdund tot onder ongeveer 10-6 mol/L is het volledig gedissocieerd en gedraagt het zich als een sterk zuur; zeer verdund gaat de pH naar 7.
pH van oplossingen van ethaanzuur tegen pC\mathrm{p}C, exact berekend uit de ladingsbalans. Geconcentreerd is het zuur weinig gedissocieerd en volgt het 12(pKa+pC)\frac12(\mathrm{p}K_a + \mathrm{p}C); verdund tot onder ongeveer 10−610^{-6} mol/L is het volledig gedissocieerd en gedraagt het zich als een sterk zuur; zeer verdund gaat de pH naar 7.

Voorbeelden

Voorbeeld 10.13 (Ethaanzuur en ammoniak)

Meng 0.10 mol0.10\,\mathrm{mol} ethaanzuur en 0.10 mol0.10\,\mathrm{mol} ammoniak in 1.0 L1.0\,\mathrm{L}. Het sterkste zuur is CHX3COOH\ce{CH3COOH}, de sterkste base NHX3\ce{NH3}: CHX3COOH+NHX3⇌CHX3COOX−+NHX4X+\ce{CH3COOH + NH3 <=> CH3COO- + NH4+}, K=109.25−4.76=104.49K = 10^{9.25 - 4.76} = 10^{4.49}, kwantitatief. De equivalente oplossing bevat 0.10 mol/L0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L} CHX3COOX−\ce{CH3COO-} en NHX4X+\ce{NH4+}. Haar predominante reactie, NHX4X++CHX3COOX−⇌NHX3+CHX3COOH\ce{NH4+ + CH3COO- <=> NH3 + CH3COOH}, heeft de kleine constante 10−4.4910^{-4.49} en houdt [NHX3]=[CHX3COOH][\ce{NH3}] = [\ce{CH3COOH}], waaruit, zoals voor een amfolyt, pH=12(4.76+9.25)=7.01\mathrm{pH} = \frac12(4.76 + 9.25) = 7.01 volgt.

Voorbeeld 10.15 (Fosforzuur bij 0.10 mol/L0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L})

De predominante reactie is de eerste zuurfunctie. Met x=[HX3OX+]x = [\ce{H3O+}] is x2/(0.10−x)=10−2.15x^2/(0.10 - x) = 10^{-2.15}; hier is xx niet klein ten opzichte van CC, zodat de vierkantsvergelijking x2+Ka1x−Ka1C=0x^2 + K_{a1}x - K_{a1}C = 0 opgelost wordt: x=0.0233 mol/Lx = 0.0233\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}, pH=1.63\mathrm{pH} = 1.63. De tweede zuurfunctie (pKa2=7.21\mathrm{p}K_{a2} = 7.21) draagt bij deze pH niets bij.

Lees in het hoofdstuk →

Verwante begrippen