-
.
-
We hebben bijvoorbeeld een zwak zuur.
-
Ik noem het HA.
-
A staat eigenlijk voor heel veel soorten elementen die ik hier neer kan zetten.
-
A staat eigenlijk voor heel veel soorten elementen die ik hier neer kan zetten.
-
Het kan fluor zijn maar het kan ook een ammonia molecuul zijn.
-
En als je een H toevoegt wordt het ammonium.
-
Dus dit is geen specifiek element waar ik het over heb.
-
Dit is gewoon een algemene manier om een zuur te schrijven.
-
En natuurlijk zeggen we dat het in evenwicht is
-
en dit heb je meerdere keren gezien, een proton.
-
En dit is allemaal in een waterige oplossing.
-
En dit is allemaal in een waterige oplossing.
-
Dit zijn een los proton en de geconjugeerde base.
-
Dit zijn het losse proton en de geconjugeerde base.
-
A-.
-
En we konden ook het basische evenwicht schrijven
-
waar we zeggen dat de geconjugeerde base uiteen kan vallen
-
of het kan een waterstof van water pakken en OH maken.
-
En dan hebben we ook meerdere keren gedaan.
-
Maar dat is niet het idee van deze viedo.
-
Dus laten we eens bedenken wat er kan gebeuren
-
als we het evenwicht een beetje opschudden.
-
En je kan je al wel indenken dat ik weer Le Chatelier's principe erbij haal,
-
welke in essentie het volgende zegt:
-
Als je een evenwicht wat opschudt, dan verschuift het om weer opnieuw in evenwicht te komen.
-
Als je een evenwicht wat opschudt, dan verschuift het om weer opnieuw in evenwicht te komen.
-
Dus laten we eens wat stress aan het systeem toevoegen.
-
Ik doe dat in een andere kleur.
-
Ik ga een sterke base toevoegen.
-
Dat is te donker.
-
Ik voeg wat NaOH toe.
-
En we weten dat het een sterke base is als je het in een waterige oplossing doet:
-
Dan valt het natrium er direct af maar het belangrijkste wat er is,
-
Dan valt het natrium er direct af maar het belangrijkste wat er is,
-
is het OH in de oplossing, want die wil waterstof weghalen.
-
Dus als je deze OH toevoegt aan de oplossing, wat gebeurt er dan
-
met elke mol die je toevoegt?
-
Voor elke mol, elk molecuul dat je toevoegt aan de oplossing,
-
zal een waterstofmolecuul opgegeten worden, toch?
-
zal een waterstofmolecuul opgegeten worden, toch?
-
Dus als je bijvoorbeeld 1 mol waterstofmoleculen in je oplossing had
-
en je voegde eraan toe 1 mol natriumhydroxide,
-
dan reageert dit allemaal met elkaar.
-
dan reageert dit allemaal met elkaar.
-
De OH gaat reageren met de H en vormt dan water,
-
en beiden zullen dan gewoon verdwijnen in de oplossing.
-
Zij verdwijnen niet echt maar zijn gewoon omgezet in water.
-
En dus gaat al deze waterstof weg.
-
In ieder geval het waterstof wat in het begin aanwezig was.
-
Deze ene mol waterstof zal verdwijnen.
-
En wat gebeurt er met deze reactie?
-
Nou we weten dat het een evewichtsreactie is.
-
Dus als deze waterstof verdwijnt dan zal, omdat het een evenwichtsreactie is
-
of omdat het een zwakke base is,
-
meer van dit omgezet worden naar deze twee producten
-
om het verlies aan waterstof goed te maken.
-
En hiermee kun je zelfs in de wiskunde spelen.
-
Dus deze waterstof gaat in het begin naar beneden en dan gaat het weer snel richting een evenwicht.
-
Dus deze waterstof gaat in het begin naar beneden en dan gaat het weer snel richting een evenwicht.
-
Maar deze zal naar beneden gaan.
-
Dus gaat deze dan omhoog.
-
En deze zal dan minder snel nar beneden gaan.
-
Want al dat natriumhydroxide wat we hebben toegevoegd heeft al het waterstof opgegeten.
-
Want al dat natriumhydroxide wat we hebben toegevoegd heeft al het waterstof opgegeten.
-
Maar dan heb je dit: je kan het zien als een reservevoorraad waterstof
-
om waterstof te produceren.
-
En als dit dan verdwijnt, dan zal deze zwakke base nog meer uit elkaar vallen.
-
En als dit dan verdwijnt, dan zal deze zwakke base nog meer uit elkaar vallen.
-
Het evenwicht zal deze kant op schuiven.
-
Dus onmiddelijk wordt dit allemaal opgegeten.
-
Maar als het evenwicht die kant op verschuift
-
dan zal veel van het waterstof vervangen worden.
-
Dus als je nadenkt over wat er gebeurt nu ik natriumhydroxide in het water heb gegooid.
-
Dus als je nadenkt over wat er gebeurt nu ik natriumhydroxide in het water heb gegooid.
-
Ik deed zojuist NaOH in de waterige oplossing, gewoon erin gegooid,
-
dat volledig uit elkaar valt in natrium cationen en hydroxide anionen.
-
dat volledig uit elkaar valt in natrium cationen en hydroxide anionen.
-
.
-
Dus plotseling heb een directe verhoging van de hoeveelheid OH
-
door het aantal van van natriumhydroxide dat je toevoegt
-
en je zou dan meteen de pH verhogen, toch?
-
en je zou dan meteen de pH verhogen, toch?
-
Onthoud:
-
Als je de hoeveelheid OH verhoogt, zou je de pOH verlagen, toch?
-
Als je de hoeveelheid OH verhoogt, zou je de pOH verlagen, toch?
-
En dat is logisch omdat het de negatieve log is.
-
Dus als meer OH hebt, verlaag je de pOH en verhoog je de pH.
-
Dus als meer OH hebt, verlaag je de pOH en verhoog je de pH.
-
Denk gewoon: OH, dan maak ik het meer basisch.
-
En een hoge pH betekent ook zeer basisch.
-
Als je een mol van dit hebt, krijg je een pH van 14.
-
En als je een sterk zuur had, niet een sterke base,
-
dan zou je een pH van 0 krijgen.
-
Hopelijk raak je steeds bekender met dat concept, maar als het je in verwarring brengt,
-
Hopelijk raak je steeds bekender met dat concept, maar als het je in verwarring brengt,
-
speel dan gewoon een beetje met de log dan snap je het uiteindelijk wel.
-
Nu even terug naar het onderwerp: oomdat we dit in water hebben gedaan
-
krijg je meteen een enorm hoge pH omdat de OH concentratie gigantisch wordt.
-
krijg je meteen een enorm hoge pH omdat de OH concentratie gigantisch wordt.
-
Maar als je dat hier doet: als je natriumhydroxide in de oplossing doet
-
en deze oplossing bevat een zwak zuur en zijn geconjugeerde base,
-
en deze oplossing bevat een zwak zuur en zijn geconjugeerde base,
-
wat gebeurt er dan?
-
Het reageert natuurlijk meteen met al het waterstof en eet het allemaal op.
-
Het reageert natuurlijk meteen met al het waterstof en eet het allemaal op.
-
En dan heb je deze extra voorraad hier steeds blijft voorzien van meer en meer waterstof.
-
En dan heb je deze extra voorraad hier steeds blijft voorzien van meer en meer waterstof.
-
En die maakt al het verlies weer goed.
-
Dus de stress zal niet zo erg zijn.
-
En hier verhoog je enorm de pH als je het gewoon in water gooit.
-
En hier verhoog je enorm de pH als je het gewoon in water gooit.
-
Maar hier verhoog je de pH veel minder.
-
In volgende video's zullen we zelfs de wiskunde doen achter hoeveel de pH dan verhoogd wordt.
-
In volgende video's zullen we zelfs de wiskunde doen achter hoeveel de pH dan verhoogd wordt.
-
En je kan het zien als dat dit optreedt als een soort schokbreker voor de pH.
-
En je kan het zien als dat dit optreedt als een soort schokbreker voor de pH.
-
Ook al gooide je deze sterke base in de oplossing,
-
het verhoogde de pH niet met wat je verwachtte.
-
het verhoogde de pH niet met wat je verwachtte.
-
En je kunt het ook de andere kant op doen.
-
Als ik dezelfde reactie schrijf als een basische reactie
-
en onthoudt dat het hetzelfde is.
-
Dus als ik dit schrijf als A-, de geconjugeerde base,
-
die is in evenwicht met de geconjugeerde base die iets pakt van het water
-
die is in evenwicht met de geconjugeerde base die iets pakt van het water
-
in de omringende oplossing.
-
Alles waar we mee te maken hebben is in waterige oplossing.
-
Alles waar we mee te maken hebben is in waterige oplossing.
-
En het water, waar het van pakte, wordt natuurlijk niet een OH.
-
En het water, waar het van pakte, wordt natuurlijk niet een OH.
-
Onthoud dat het dezelfde reacties zijn.
-
Hier schrijf ik het als een zure reactie.
-
Hier schrijf ik het als een zure reactie.
-
Maar ze zijn hetzelfde.
-
Nu...
-
Als je een sterk zuur aan de oplossing toe voegt,
-
wat gebeurt er dan?
-
Dus als ik hier wat zoutzuur in gooi.
-
Als ik nu zoutzuur direct in het water gooi zonder de oplossing, zou het volledig uit elkaar vallen
-
Als ik nu zoutzuur direct in het water gooi zonder de oplossing, zou het volledig uit elkaar vallen
-
In een aantal waterstoffen en een aantal chloor anionen.
-
In een aantal waterstoffen en een aantal chloor anionen.
-
En dat zou het meteen heel zuur maken.
-
Je zou een hele lage pH krijgen.
-
Als je een mol van dit, een concentratie van 1 molair,
-
dan zou de pH 0 worden.
-
Maar wat gebeurt er als je zoutzuur in deze oplossing gooit?
-
Maar wat gebeurt er als je zoutzuur in deze oplossing gooit?
-
Dez oplossing met de zwakke base en het geconjugeerde zwakke zuur?
-
Dez oplossing met de zwakke base en het geconjugeerde zwakke zuur?
-
Nou, al deze waterstofprotonen vallen af van het zoutzuur
-
en zij zullen reageren met de OH die je in de oplossing hebt.
-
en zij zullen reageren met de OH die je in de oplossing hebt.
-
En die strepen gewoon tegen elkaar weg.
-
Zij gaan gewoon samen en vormen dan water
-
en worden onderdeel van de waterige oplossing.
-
Dus in het begin gaat de concentratie OH naar beneden
-
maar dan heb je hier de reserve van de zwakke base.
-
En dat vertelt Le Chatelier's principe ons.
-
We hebben de stressfactor die onze OH concentratie verlaagt
-
en dan verschuift de reactie in de richting waarmee de stress weggaat.
-
en dan verschuift de reactie in de richting waarmee de stress weggaat.
-
Dus de reactie gaat die kant op.
-
Dus je zal meer van onze zwakke base hebben dat omgezet wordt in een zwak zuur en OH produceert.
-
Dus je zal meer van onze zwakke base hebben dat omgezet wordt in een zwak zuur en OH produceert.
-
Dus de pH zal niet zoveel dalen als dat je verwacht
-
als wanneer je dit gewoon in water gooit.
-
Dit zal de pH verlagen, maar dan heb je meer OH
-
dat geproduceerd kan worden omdat deze steeds meer en meer waterstof van het water pakt.
-
dat geproduceerd kan worden omdat deze steeds meer en meer waterstof van het water pakt.
-
Dus je kan het zien als een soort kussen of springveer
-
in termen van wat een sterk zuur of base kan doen in de oplossing.
-
in termen van wat een sterk zuur of base kan doen in de oplossing.
-
En dat is waarom het een buffer genoemd wordt.
-
Een buffer.
-
Omdat het als een kussen het zuur opvangt.
-
Als je een sterke base aan water toevoegt, verhoog je direct de pH.
-
Als je een sterke base aan water toevoegt, verhoog je direct de pH.
-
Of je verlaagt de zuurgraad enorm.
-
Maar als je een sterke base aan een buffer toevoegt, dan zul je, volgens Le Chatelier's principe,
-
Maar als je een sterke base aan een buffer toevoegt, dan zul je, volgens Le Chatelier's principe,
-
de pH niet zoveel veranderen.
-
Hier geldt hetzelfde:
-
Als je een sterk zuur aan diezelfde buffer toevoegt, dan zal de pH niet zoveel veranderen als je verwacht
-
Als je een sterk zuur aan diezelfde buffer toevoegt, dan zal de pH niet zoveel veranderen als je verwacht
-
dan wanneer je het zuur in water gooit
-
omdat een evenwichtsreactie altijd de hoeveelheid OH kan bijvullen
-
van wat hij verloren is door het zuur, of het kan de hoeveelheid waterstof bijvullen
-
die het kwijt is geraakt door de toevoeging van de base.
-
En dat is waarom het een buffer wordt genoemd.
-
Het werkt als een soort kussen.
-
Dus het geeft stabiliteit aan de pH van de oplossing.
-
Dus het geeft stabiliteit aan de pH van de oplossing.
-
De definitie van ee buffer is eigenlijk dus een oplossing van een zwak zuur
-
in evenwicht met zijn geconjugeerde zwakke base.
-
Dat is een buffer en zo wordt het genoemd omdat het dient als een soort kussen voor de pH.
-
Dat is een buffer en zo wordt het genoemd omdat het dient als een soort kussen voor de pH.
-
Het is een soort stress absorbeerder of een schokbreker voor de zuurgraad van de oplossing.
-
Het is een soort stress absorbeerder of een schokbreker voor de zuurgraad van de oplossing.
-
Nu we dit weten, laten we eens de wiskunde gaan verkennen van een buffer,
-
welke eigenlijk hetzelfde is als dat van een zwak zuur.
-
Dus als we de vergelijking weer herschrijven, dus HA is in evenwicht.
-
Dus als we de vergelijking weer herschrijven, dus HA is in evenwicht.
-
Alles is in waterige oplossing.
-
Met waterstof en zijn geconjugeerde base.
-
We weten dat hier een evenwichtsconstante voor bestaat.
-
Daar hebben we vele video's over gepraat.
-
De evenwichtsconstante hier is gelijk aan de concentratie van onze waterstofprotonen
-
keer de concentratie van zijn geconjugeerde base.
-
keer de concentratie van zijn geconjugeerde base.
-
En als ik concentratie zeg, dan bedoel ik de molariteit.
-
Mol per liter gedeeld door de concentratie van ons zwakke zuur.
-
Mol per liter dus. Gedeeld door de concentratie van ons zwakke zuur.
-
Nu kunnen we de log of negatieve log nemen.
-
Nu kunnen we de log of negatieve log nemen.
-
Maar laten we hem oplossen voor de waterstofconcentratie.
-
Want wat ik hier wil doen is een formule bedenken
-
en die noemen we dan de Henderson-Hasselbalch Formule,
-
waarvan veel boeken eisen dat je die onthoudt, maar waarvan ik denk dat het niet hoeft.
-
waarvan veel boeken eisen dat je die onthoudt, maar waarvan ik denk dat het niet hoeft.
-
Ik vind dat je altijd vanuit soort simpele aannames naar het antwoord toe moet werken.
-
Ik vind dat je altijd vanuit soort simpele aannames naar het antwoord toe moet werken.
-
Maar laten we het oplossen voor waterstof zodat we een relatie kunnen vinden
-
tussen de pH en al die andere dingen die in de formule staan.
-
tussen de pH en al die andere dingen die in de formule staan.
-
Dus ik wil het oplossen voor waterstof, dan kunnen we beide kanten vermenigvuldigen
-
met het omgekeerde van dit hier.
-
En dan krijg je de waterstofconcentratie.
-
Dus ik vermenigvuldig beide kanten met het omgekeerde van dat.
-
Dus ik vermenigvuldig beide kanten met het omgekeerde van dat.
-
Dus keer de concentratie van ons zwakke zuur gedeeld door
-
de concentratie van onze zwakke base is gelijk aan onze concentratie van waterstof.
-
de concentratie van onze zwakke base is gelijk aan onze concentratie van waterstof.
-
Prima.
-
Laten we nu dan de negatieve log van beide kanten nemen.
-
Laten we nu dan de negatieve log van beide kanten nemen.
-
Dus de negatieve log van dat allemaal, van zuur evenwichtsconstant,
-
keer HA, ons zwakke zuur, gedeeld door onze zwakke base,
-
is gelijk aan de negatieve log van onze waterstofconcentratie.
-
is gelijk aan de negatieve log van onze waterstofconcentratie.
-
Wat gewoon onze pH is, toch?
-
De definitie van de pH is de negatieve log van de waterstofconcentratie.
-
De definitie van de pH is de negatieve log van de waterstofconcentratie.
-
Ik schrijf de 'p' en de 'H' in verschillende kleuren.
-
Je weet dat de p gewoon de negatieve log betekent.
-
De negatieve log.
-
Dat is alles.
-
Met grondtal 10.
-
Even kijken of we dit nog simpeler kunnen maken.
-
Halen we de logaritmische eigenschappen weer erbij.
-
We weten dat als je de log ergens van neemt
-
en je het vermenigvuldigt, dat hetzelfde is als de log van de ene plus de log van de ander.
-
en je het vermenigvuldigt, dat hetzelfde is als de log van de ene plus de log van de ander.
-
Dus dit kan simpeler gemaakt worden tot de negatieve log van onze Ka
-
min de log van de concentratie van ons zwakke zuur gedeeld door
-
de concentratie van zijn geconjugeerde base.
-
Dat is gelijk aan de pH.
-
Dit is gewoon de pKa van ons zwakke zuur, wat de negatieve log is van de evenwichtsconstante.
-
Dit is gewoon de pKa van ons zwakke zuur, wat de negatieve log is van de evenwichtsconstante.
-
Dus dit is gewoon de pKa.
-
En de negatieve log van HA gedeeld door A.
-
Wat we kunen doen is van dit gewoon een plus maken en dan dit tot de macht min 1 doen.
-
Wat we kunen doen is van dit gewoon een plus maken en dan dit tot de macht min 1 doen.
-
Toch?
-
Dat is nog een eigenschap van de logaritme en dat kan je terugkijken als je in de war bent.
-
Dat is nog een eigenschap van de logaritme en dat kan je terugkijken als je in de war bent.
-
En dit tot de macht min 1 betekent gewoon dat je het om moet keren.
-
Dus kunnen we zeggen: plus de logaritme van de concentratie van de geconjugeerde base
-
gedeeld door de concentratie van het zwakke zuur
-
is gelijk aan de pH.
-
En dit hier wordt de Henderson-Hasselbalch Vergelijking genoemd.
-
En dit hier wordt de Henderson-Hasselbalch Vergelijking genoemd.
-
En ik moedig je echt aan dit niet te onthouden.
-
Want als je dat probeert binnen een paar uur,
-
dan vergeet je weer of het nu een plus of een min was hier.
-
dan vergeet je weer of het nu een plus of een min was hier.
-
Je zult dit vergeten en je zult vergeten dat je hier de A- zet of de HA in de noemer of de teller,
-
Je zult dit vergeten en je zult vergeten dat je hier de A- zet of de HA in de noemer of de teller,
-
en als je dat vergeet, kan dat fataal zijn.
-
Het beste om te doen is gewoon beginnen vanuit de eerste aannames.
-
Het beste om te doen is gewoon beginnen vanuit de eerste aannames.
-
En geloof me:
-
Het kostte mij een paar minuten om dit te doen, maar als het het snel op papier doet
-
en niet zo uitgebreid als ik het deed,
-
dan kost het bijna geen tijd om tot je vergelijking te komen.
-
dan kost het bijna geen tijd om tot je vergelijking te komen.
-
Dit is veel beter dan het te onthouden en dit vergeet je nooit meer.
-
Dit is veel beter dan het te onthouden en dit vergeet je nooit meer.
-
Maar waarom is dit nu nuttig?
-
Nou, het verbindt direct de pH aan onze pKa en dit is constant voor een evenwicht, toch?
-
Nou, het verbindt direct de pH aan onze pKa en dit is constant voor een evenwicht, toch?
-
Plus de log van de verhouding tussen het zuur en de geconjugeerde base.
-
Plus de log van de verhouding tussen het zuur en de geconjugeerde base.
-
Dus hoe meer geconjugeerde base ik heb, des te minder zuur heb ik
-
en des te hoger zal mijn pH worden.
-
Toch?
-
Als dit omhoog gaat en deze naar beneden,
-
dan zal mijn pH omhoog gaan.
-
Wat logisch is omdat ik meer base in de oplossing heb.
-
Wat logisch is omdat ik meer base in de oplossing heb.
-
En als ik het omgekeerde heb, zou die ook kunnen dalen.
Khan Academy
