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

In dit practicum voor klas 4 vwo meet je de pH van zwakke zuren en zwakke basen, vergelijkt die met de berekende waarden (K_a, K_b), bereidt een acetaatbuffer en test de bufferwerking door kleine hoeveelheden zuur en base toe te voegen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de pH berekenen van zwakke zuren via K_a, de Henderson- Hasselbalch-vergelijking toepassen (pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])), de bufferwerking verklaren en kwantificeren, en het verschil uitleggen tussen sterke en zwakke elektrolyten.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 4 | Vak: Scheikunde | Domein: C5 Chemisch evenwicht | Zwak zuur, zwakke base, K_a, pH, buffer, Henderson-Hasselbalch, dissociatie-evenwicht

Benodigdheden

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

Achtergrondinformatie

Zwak zuur HA dissociëert slechts gedeeltelijk: HA ↛ H⁺ + A⁻; K_a = [H⁺][A⁻]/[HA]. pH berekening: [H⁺] = √(K_a × c) voor c ≫ K_a. Azijnzuur: K_a = 1,8 × 10⁻⁵; pK_a = 4,74. Buffer: mengsel van zwak zuur + geconjugeerde base. Weerstaat pH-verandering. Henderson-Hasselbalch: pH = pK_a + log([CH₃COO⁻]/[CH₃COOH]).

Werkwijze

Deel A – pH meten van zwakke zuren en basen

1. Meet pH van: CH₃COOH 0,10 mol/L; NaOH 0,10 mol/L; CH₃COONa 0,10 mol/L; HCl 0,10 mol/L. Bereken ook de theoretische pH. Vergelijk.

Deel B – Buffer bereiden en testen

1. Meng 25 mL CH₃COOH (0,10 mol/L) met 25 mL CH₃COONa (0,10 mol/L). Meet de pH (verwacht: ≈ pK_a = 4,74).
2. Voeg 1 mL HCl (0,10 mol/L) toe. Meet pH opnieuw. Noteer ΔpH.
3. Voeg 1 mL NaOH (0,10 mol/L) toe aan een nieuwe portie buffer. Noteer ΔpH.
4. Vergelijk ΔpH van de buffer met ΔpH van puur water bij toevoeging van 1 mL HCl.

Meettabel

Verwerkingsvragen

1. Bereken de pH van 0,10 mol/L CH₃COOH (K_a = 1,8 × 10⁻⁵).
2. Bereken de pH van de acetaatbuffer (1:1) met Henderson-Hasselbalch.
3. Verklaar waarom een buffer de pH nauwelijks verandert bij toevoeging van een kleine hoeveelheid zuur.

Uitwerking

V1: [H⁺] = √(K_a × c) = √(1,8×10⁻⁵ × 0,10) = √(1,8×10⁻⁶) = 1,34×10⁻³ mol/L. pH = −log(1,34×10⁻³) = 3 − log(1,34) = 3 − 0,127 = 2,87.

V2: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]) = 4,74 + log(1) = 4,74 + 0 = 4,74 (bij gelijke concentraties wordt het log-term nul).

V3: Bij toevoeging van H⁺ reageert dit met de geconjugeerde base (CH₃COO⁻): CH₃COO⁻ + H⁺ → CH₃COOH. Hierdoor blijft [H⁺] nagenoeg gelijk. De verhouding [A⁻]/[HA] verandert slechts weinig → pH verandert nauwelijks (Henderson-Hasselbalch).

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.