Practicum: Protolyse van azijnzuur en zoutzuur – sterk en zwak zuur – Scheikunde Klas 4 HAVO

In dit practicum voor klas 4 havo bouw je de protolyse van azijnzuur in water na en meet je de pH van azijnzuur en zoutzuur. Je verklaart het verschil tussen een sterk en een zwak zuur met je model.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de protolysereactie van een zuur met water opstellen en nabouwen, de zuurrest en het H₃O⁺-ion aanwijzen en uitleggen waarom een zwak zuur minder H₃O⁺ levert dan een sterk zuur.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 4 | Vak: Scheikunde | Domein: C1 Chemische processen; C4 Chemisch evenwicht | Protolyse, zuur, zuurrest, oxonium, evenwicht, sterk zuur, zwak zuur, pH

Benodigdheden

• Toytomics Basic Set Magnetic (valentie-elektronenmodel), één set per groepje van 2 of 3 leerlingen
• universeel indicatorpapier en kleurenkaart
• Azijnzuuroplossing 0,10 M en zoutzuuroplossing 0,10 M
• bekerglazen (50 mL), pipetten
• Veiligheidsbril en handschoenen

Achtergrondinformatie

Bij een protolyse staat een zuur een H⁺-ion af aan een base. Azijnzuur (CH₃COOH) staat in water het waterstofatoom van de OH-groep af: CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺.

Zoutzuur reageert vrijwel volledig met water: het is een sterk zuur. Azijnzuur reageert maar voor een klein deel en stelt een evenwicht in: het is een zwak zuur.

In het model is een pluslading een oranje uitholling in de atoomkogel. Een minlading is een zwarte pin aan een los elektron.

Werkwijze

Deel A – pH meten

1. Doe van elke oplossing ongeveer 20 mL in een bekerglas. Draag een veiligheidsbril.
2. Meet met indicatorpapier de pH van beide oplossingen en noteer de waarden.

Deel B – Azijnzuur bouwen

1. Bouw een molecuul azijnzuur (CH₃COOH): twee koolstofatomen, twee zuurstofatomen en vier waterstofatomen. Zoek de OH-groep.
2. Bouw een watermolecuul en klap een vrij elektronenpaar van zuurstof uit.

Deel C – Protolyse

1. Trek het H⁺-ion van de OH-groep van azijnzuur af. Het elektron blijft achter bij de zuurrest. Welke zuurrest ontstaat?
2. Steek het H⁺-ion op het uitgeklapte vrije elektronenpaar van water. Welk ion ontstaat?
3. Draai de reactie om: haal het H⁺-ion van het oxonium-ion af en steek het terug op de zuurrest.

Meettabel

Verwerkingsvragen

1. Schrijf de reactievergelijking van de protolyse van azijnzuur met water op en geef de zuurrest en het oxonium-ion aan.
2. Welk waterstofatoom van azijnzuur staat het H⁺-ion af? Waarom niet een van de andere?
3. Beide oplossingen hebben dezelfde concentratie. Waarom heeft zoutzuur een lagere pH?
4. Wat betekent het dubbele pijltje ⇌ voor de hoeveelheid H₃O⁺ in de azijnzuuroplossing?

Uitwerking

Meting: zoutzuur 0,10 M heeft pH ≈ 1, azijnzuur 0,10 M pH ≈ 3. Indicatorpapier meet op een hele eenheid nauwkeurig.

V1: CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺. De zuurrest is het acetaat-ion (CH₃COO^-), het oxonium-ion is H₃O⁺.

V2: Het waterstofatoom van de OH-groep. De O–H-binding is sterk polair, en na afsplitsing van H⁺ wordt de negatieve lading in het acetaat-ion over de twee zuurstofatomen verdeeld. De C–H-bindingen van de CH₃-groep zijn vrijwel apolair en geven geen H⁺ af.

V3: Zoutzuur is een sterk zuur en geeft per mol zuur vrijwel een mol H₃O⁺. Azijnzuur is een zwak zuur: slechts ongeveer 1% van de moleculen staat een H⁺ af. Een hogere [H₃O⁺] geeft een lagere pH.

V4: Er is een evenwicht: de reactie naar rechts en naar links verloopt tegelijk. Het grootste deel van het azijnzuur blijft als CH₃COOH in oplossing, dus is [H₃O⁺] klein.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert de Toytomics Basic Set Magnetic, universeel indicatorpapier en bekerglazen voor zuur-baseproeven in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Welk type molecuulmodel past bij uw les? Lees het artikel Molecuulmodellen in de scheikundeles.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.