Practicum: Zuur-base-evenwichten en bufferwerking – Scheikunde Klas 4 HAVO

In dit practicum voor klas 4 HAVO meet je de pH van zwakke zuren en basen, vergelijk je met sterke elektrolyten, bereidt een acetaatbuffer en toetst de bufferwerking door kleine hoeveelheden zuur of base toe te voegen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je het verschil uitleggen tussen sterke en zwakke zuren (mate van dissociatie), pH berekenen voor sterke zuren (pH = −log c), de werking van een buffer beschrijven, en het verschil in pH-verandering aantonen tussen gebufferde en ongebufferde oplossingen.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 4 | Vak: Scheikunde | Domein: C5 Chemisch evenwicht | Zwak zuur, zwakke base, K_a, pH, buffer, dissociatie, acetaatbuffer

Benodigdheden

• pH-meter (gekalibreerd) of nauwkeurig pH-papier
• Azijnzuur CH₃COOH (0,10 mol/L)
• Natriumacetaat CH₃COONa (0,10 mol/L)
• HCl (0,10 mol/L), NaOH (0,10 mol/L)
• Bekerglazen (100 mL), pipetten, maatcilinders

Achtergrondinformatie

Sterk zuur (HCl) dissociëert volledig: pH = −log[HCl]. Zwak zuur (CH₃COOH) dissociëert gedeeltelijk: pH hoger dan bij gelijke concentratie sterk zuur. Een buffer is een mengsel van een zwak zuur en zijn geconjugeerde base. Bij toevoeging van H⁺ reageert de base (CH₃COO⁻ + H⁺ → CH₃COOH); pH blijft nagenoeg gelijk. Bij toevoeging van OH⁻ reageert het zuur (CH₃COOH + OH⁻ → CH₃COO⁻ + H₂O).

Werkwijze

Deel A – pH zwakke vs. sterke elektrolyten

1. Meet pH van: HCl (0,10 mol/L), CH₃COOH (0,10 mol/L), CH₃COONa (0,10 mol/L), NaOH (0,10 mol/L).
2. Bereken ook de theoretische pH van HCl en NaOH. Vergelijk met gemeten waarden.

Deel B – Buffer testen

1. Meng 25 mL CH₃COOH (0,10 mol/L) met 25 mL CH₃COONa (0,10 mol/L). Meet pH buffer.
2. Voeg 1 mL HCl (0,10 mol/L) toe aan de buffer. Meet pH opnieuw. Noteer ΔpH.
3. Voeg 1 mL HCl (0,10 mol/L) toe aan 50 mL gedestilleerd water. Meet pH. Noteer ΔpH.
4. Vergelijk ΔpH van buffer met ΔpH van water.

Meettabel

Verwerkingsvragen

1. Verklaar waarom 0,10 mol/L azijnzuur een hogere pH heeft dan 0,10 mol/L HCl.
2. Verklaar hoe een acetaatbuffer de pH stabiel houdt bij toevoeging van een kleine hoeveelheid HCl.
3. Noem twee voorbeelden uit de natuur of geneeskunde waar bufferwerking essentieel is.

Uitwerking

V1: HCl is een sterk zuur en dissociëert volledig: [H⁺] = 0,10 mol/L → pH = 1,00. Azijnzuur is een zwak zuur en dissociëert maar gedeeltelijk (K_a = 1,8 × 10⁻⁵): slechts een klein deel splitst H⁺ af. Dus [H⁺] < 0,10 mol/L → pH hoger dan 1,00 (≈ 2,87).

V2: Bij toevoeging van H⁺ reageert de geconjugeerde base: CH₃COO⁻ + H⁺ → CH₃COOH. Het extra H⁺ wordt “opgevangen”; [H⁺] en daarmee de pH verandert nauwelijks. Er is een reservoir van base aanwezig die de H⁺ neutraliseert.

V3: (1) Bloedbuffer: CO₂/HCO₃⁻-systeem houdt de pH van bloed op 7,4; afwijkingen leiden tot acidose of alkalose. (2) Speeksel: bevat bicarbonaat-buffer die de pH in de mond stabiliseert en tandglazuur beschermt tegen zuuraanvallen na suikerconsumptie.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert pH-meters, pH-elektroden, maatcilinders en chemicaliënsets voor zuur-base-praktika in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

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