.
We weten dat als we water met rust laten zoals het is...
dat het in evenwicht is met
de zelfgeioniseerde versie van zichzelf.
Dus een beetje van dit zal veranderen in waterstof ionen,
en we weten dat het eigenlijk de vorm van een hydronium aanneemt.
Dat deze zich aan een ander watermolecuul vastbindt.
En het kan dus H3O zijn, maar we schrijven het gewoon
als een waterstof ion.
Dit is dus eigenlijk een vrij drijvend proton.
Plus nog een hydroxide ion
En we weten ook dat dit een evenwichtsstaat is bij
25 graden Celsius.
En onthoud, evenwichtconstantes en evenwichtsreacties
zijn alleen afhankelijk van de temperatuur.
Niets van iets anders.
Voor een gegeven molecuul, natuurlijk.
Dus het is 25 graden Celsius.
En we weten ook dat, dit hebben we twee video's geleden ook al gedaan,
de evenwichtsconstante gelijk is aan
de concentratie van de producten gedeeld door de concentratie
van de reactanten.
Maar het reactant in dit geval is gewoon water.
Dat is dus eigenlijk het oplosmiddel.
En het reactant is dus overal.
Dus als je terug gaat naar intuitie voorbeeld,
de kans om het te vinden is gelijk aan 1.
Dus het is gewoon altijd aanwezig, dus je rekent het niet mee.
Dus je kan gewoon zeggen gedeeld door 1 en dit is
gelijk aan de evenwichtsconstante van water.
We hebben geleerd dat die gelijk is aan 10 tot de macht min 14.
Omdat water vanuit zichzelf een waterstof concentratie heeft
van 10 tot de macht min 7 en een hydroxide concentratie
van 10 tot de macht min 7.
Dus als je de log van alles neemt...
Neem de pKw...
Wat was dat?
Als je de letter p voor zoiets zet, betekent het
dat je de negatieve log van hetzelfde neemt.
Dus de negatieve log van 10 tot de macht min 14: de log met grondtal tien
van tien tot de macht min 14 is gelijk aan min 14.
Dus de negatieve log is 14.
Dus de pKw is 14 en dat is gelijk aan: als ik de negatieve log neem
van deze rechterkant hier...
Dit is dus de eigenschap van een logaritme.
Dit is meer wiskunde dan scheikunde.
Dus de log van H+ keer OH, de hydroxide concentratie.
Dat is hetzelfde, gebruik gewoon de logaritmische eigenschappen.
Dat is hetzelfde als de negatieve log van H+ plus
de negatieve log van OH min.
En wat is dit?
Nou, dit is dus de pH, wat gelijk is aan
de negatieve log.
Dit is 10 tot de macht min 7, toch?
10 tot de macht min 7.
De log van dat is min 7.
Je hebt nog de min ervoor staan.
Dus de pH is gelijk aan min 7.
En wat is dit?
Deze hier?
Dit is onze pOH.
de negatieve log van de hydroxide concentratie.
En natuurlijk, die was ook 10 tot de macht min 7.
En dus is onze pOH gelijk aan de log daarvan, dat is min 7.
En weer met een min ervoor.
Dit is gelijk aan 7.
Dus krijg je hier deze formule van de pKw,
ofwel de negatieve log van de evenwichtsconstante van water,
pKw is gelijk aan de pH van water plus de pOH van water.
En dit, bij 25 graden Celsius, is het element
wat constant zal blijven want nu gaan we beginnen
dit door elkaar te gooien door zuur en base
in het water te doen.
Dit getal zal altijd 14 zijn bij 25 graden Celsius.
Onthoud: zolang je de temperatuur constant houd
en je niet teveel verandert aan het molecuul zelf,
blijft je evenwichtsconstante altijd constant.
Daarom wordt het een constante genoemd.
Nu we dit gehad hebben, gaan we nu kijken
wat er gebeurt als ik wat zuur erbij doe. Laten we zeggen dat ik
zoutzuur heb.
.
Ik zal wat creatievere kleuren gebruiken.
Dus ik heb wat zoutzuur.
Dat is in een waterige oplossing.
We weten dat het volledig uit elkaar valt, wat betekent dat wij
alleen nog waterstof ionen hebben, welke natuurlijk
in het echt zich bindt aan een ander watermolecuul
en dan een hydronium wordt.
Plus een chloride ion, een negatief ion.
Hierzo
En laten we zeggen dat ik dit doe met 1 molair, ofwel
zoals men het schrijft als 1 met een hoofdletter M erbij,
1M zoutzuur
Dus wat doe ik nu precies?
Ik neem 1 molair zoutzuur, wat letterlijk betekent
dat ik 1 mol HCl per liter neem
van onze gehele oplossing.
Welke vooral bestaat uit water.
Het is een waterige oplossing.
Per liter water, toch?
Dus wat wordt mijn concentratie van deze dingen
die hier staan?
Of in het bijzonder, wat wordt de concentratie
van deze H?
Nu, dit is compleet uiteengevallen, toch?
Dus dit allemaal is geen evenwichtsreactie.
Onthoud dat.
Ik heb slechts een pijl naar rechts toe getekend.
Er is niet eenzelfde pijl naar links toe.
Dit is een sterk zoutzuur.
Dus als je één molair van dit in een waterige oplossing doet,
zul je hier niets van zien.
Dit is het enige wat je zult zien.
Dus hier heb je dan de waterstof concentratie
in de waterige oplossing die gelijk is aan 1 molair.
En er is ook 1 molair aan chloride anionen,
maar dat is niet belangrijk.
Als ik het nog neit gezegd heb: het zou leuk zijn om te berekenen
wat de pH van deze oplossing is.
Nu heb ik er zoutzuur in gegooid.
De pH is dus gewoon de concentratie van waterstof.
.
En we hebben de waterstofconcentratie al.
Die is 1 molair ofwel 1 mol per liter oplossing.
Dus de pH is dan gelijk aan de negatieve log
van onze waterstof concentratie.
Ook wel 1.
10 tot de macht wat welk getal is gelijk aan 1?
Nou, elk getal tot de macht 0 is gelijk aan 1,
inclusief 10.
Dus dit is gelijk aan minus 0, dat is gewoon 0.
Dus je pH is nul.
Dus als je 1 molair zoutzuur hebt,
en je gooit het in een waterige oplossing.
Wel, ik neem aan dat je zegt dat je het in een oplossing doet
als ik jou zeg dat het 1 molair is.
Dus als je een concentratie hebt van 1 mol per liter van je oplossing ,
waar water het oplosmiddel is, dan resulteert dat
in een pH van 0.
Een pH van 0.
.
Dus de pH van water zonder een zuur erin,
dat was gelijk aan 7.
En dat wordt beschouwd als pH neutraal.
Nu weten we dat als je een waterige oplossing hebt
met 1 molair zoutzuur, dan kunnen we zeggen, en ik zal het
in rood schrijven, dat de pH van HCl in water gelijk is aan nul.
Dus blijkbaar is de een lage pH gelijk aan meer zuur.
En dit hebben we al gehad in vorige video's.
Laten we nu dan berekenen wat de pOH van zoutzuur is.
De pOH van zoutzuur in een waterige oplossing.
Hier komt Le Chatelier's Principe weer terug, zie je?
Als je terug gaat naar wat we eerder hebben gezegd.
.
Dit is gewoon puur water.
Als we 1 molair zoutzuur hierin hebben gegooid,
gooien we eigenlijk een enorme hoeveelheid waterstof protonen
in de oplossing.
We maken de concentratie hiervan dus flink hoger.
En Le Chatelier's Principe zegt dan: dat betekent dat
veel van dit gebruikt wordt en dat de reactie dan
deze kant op zal gaan.
De evenwichtreactie zal die richting op gaan.
Maar onthoud:
Water vanuit zichzelf had een concentratie van 10 tot de macht min 7.
Wij gooien er een miljoen bij, en ik bedoel
één tien miljoende mol per liter.
Nu gooien we het erbij. Wat was het ook alweer?
10 tot de macht 7.
We gooien dus 10 miljoen keer zoveel waterstof ionen
in het water erbij.
Dus al deze hydroxide zal gebruikt worden.
Misschien gaat het daar naartoe.
En dus wordt de concentratie hiervan enorm naar beneden gehaald
omdat we zoveel zoutzuur erin doen.
En de concentratie van dit gaat omhoog omdat het slechts
zoveel van de hydroxide kan gebruiken.
En er is niet veel daarvan.
Er is slechts 10 tot de macht min 7 molair van dit.
Dus dit wordt uiteindelijk 1 molair.
En als dit 1 molair wordt? Omdat 10 tot de macht min 7
kun je eigenlijk zien als dat
alles wordt gebruikt met het spul hierzo.
Wat wordt dan uiteindelijk de concentratie van OH?
Nu, we weten al dat de pKw van water 14 is bij 25 graden,
en de pKw van water is gelijk aan de pH
van de oplossing plus jouw pOH.
Dus, de pH van zoutzuur was nul, toch?
We hebben 1 molair zoutzuur.
Dan is de pOH van 1 molair zoutzuur gelijk aan 14.
Dus hier is onze pOH gelijk aan 14.
Laten we dit nog eens doen maar dan met een base en
bereken wat de pH is.
Een sterke base.
En je zult zien dat het het tegenovergestelde is.
Dus je hebt bijvoorbeeld kaliumhydroxide.
Dat is een sterke base.
Dus het valt volledig uit elkaar in water naar kalium kationen.
Positief geladen ionen.
Plus nog hydroxide anionen.
Het valt volledig uit elkaar.
Dus het zit in een waterige oplossing, ik zal
het hier opschrijven.
.
Een waterige oplossing betekent gewoon dat het in water is, natuurlijk.
En als we 1 molair gebruiken: onthoud dat
de concentratie belangrijk is.
Je kunt gewoon zeggen:
zoutzuur had een pH van nul.
Wacht...
Je moet zeggen 1 molair zoutzuur
had een pH van nul.
En dat heb ik eigenlijk niet zo geschreven.
Ik zal het nog even schrijven.
1 molair.
.
En ik laat het aan jou om te bedenken wat de pH of de pOH
van 2 molair zoutzuur is.
Of van 10 molair zoutzuur.
Bereken maar wat daar de pH's van zijn.
Maar nu hebben we 1 molair van kaliumhydroxide.
.
We hebben 1 molair van dit.
En het valt volledig uit elkaar
als het in water terecht komt.
Dus je hebt hier niets meer van over.
Wat is de concentratie van OH?
Jouw OH concentratie zal 1 molair worden.
Toch?
Als je 1 mol per liter van dit had, dan zal je 1 mol per liter
van dit hebben.
Want dit allemaal zal oplossen in het water.
Dus wat is dan de pOH?
.
De pOH is gewoon de negatieve log van dit hier.
De log van 1 is gelijk aan 0.
De negatieve log van 0 is 0.
En dan wordt je pH in dit geval? Nu, je kan zeggen:
Oh, het was de waterstof concentratie.
Je weet niet wat de waterstof concentratie is,
maar je weet dat als je veel van dit erbij gooit,
het veel van het waterstof zal gebruiken en veel van het waterstof
zal dan verdwijnen.
Maar hoe meet je dat dan?
Maar dat weet je nog wel.
Bij 25 graden Celsius...
De evenwichtsconstante van water is gelijk aan
de pH plus de pOH.
Dat hebben we laten zien aan het begin van de video.
Dus 14 is gelijk aan jouw pH plus 0.
Dat was de pOH in dit geval.
Dus de pH is 14.
Dus als je 1 molair hebt, in dit geval van kaliumhydroxide,
1 molair van een sterke base,
ik schrijf het even op.
1 molair van een sterke base.
Onthoud: sterk is een officiele term binnen de scheikunde.
Dat betekent dat het volledig uit elkaar valt.
Dus je hebt een pH van 14 en een pOH van 0.
Als je 1 molair van een sterk zuur hebt...
Als iemand zegt dat hij een iets heeft met een pH van 0
dat hij misschien naar je wilt gooien, moet je dat afwijzen.
Want het zal jouw kansen...
In ieder geval...
Dus laten we zeggen dat je 1 molair sterk zuur hebt.
Dan is de pH nul en de pOH 14.
Misschien zal ik je in de volgende video iets laten zien.
Dit kan je misschien een indruk geven dat
het een absolute schaal is.
Dus 0 is zo zuur als je het krijgen kan en 14 is zo basisch als
je het krijgen kan als je de pH krijgt, maar
dat is niet het geval.
Je kunt hier eigenlijk boven gaan of
hier beneden gaan.
Dit was het toen je 1 molair van sterk zuur had.
En als je 2 molair van sterk zuur hebt, beter nog: als je
als je 10 molair had.
Toch?
Dus we hebben een waterstofconcentratie
van 10 molair.
Dus als je 10 molair van een sterk zuur hebt, dat doe je
in een waterige oplossing.
Dat is het per definitie als ik zeg molair.
Wat wordt dan jouw pH?
De pH wordt dan de negatieve log van 10.
De log, met grondtal 10, van 10 is gelijk aan 1.
10 tot de macht tot de eerste macht is 1.
Dus dit is gelijk aan min 1.
Dus de pH is dan min 1, als je 10 molair had
van zoutzuur of salpeterzuur of iets wat daar op lijkt.
Dat was het in ieder geval voor deze video.
Ik zie jullie bij de volgende video.