Opdracht 36
Bereken de pH-waarden van 1M HAc en daarna de pH-waarde van een mengsel van 1M HAc + 1M NaAc
In een oplossing van een zwak zout in water geldt altijd: [H3O+] = [A-] (die twee verschijnen in gelijke hoeveelheden uit HAc).
Maar let op! Dat is niet het geval in een bufferoplossing waar namelijk Ac- in overmaat aanwezig is. In een buffer geldt: [H3O+] ≠ [A-]. Een bufferoplossing bevat namelijk het zwakke zuur + een zout van dat zwakke zuur.
Voeg je dan een beetje sterk zuur toe (dus wat extra hydronium- of oxonium-ion H3O+ ) aan dat buffermengsel wordt meteen dat extra zuur geneutraliseerd door de aanwezige zwakke base van de buffer (het ruim aanwezige Ac-). De volgende reaktie vindt dan plaats:
Ac-(van de buffer) + H3O+(van het toegevoegde sterke zuur) → HAc + H2O
NB: [Ac-] neemt dan ietsje af en [HAc] neemt ietsje toe.
Voeg je een beetje sterke base to (bijvoorbeeld OH-) aan een buffermengsel, zal die extra base meteen geneutraliseerd worden door het ruim aanwezige zwakke zuur HA van die buffer. De volgende reaktie vindt plaats:
HAc(van de buffer) + OH-(van de toegevoegde sterke base) → Ac- + H2O
NB: [Ac-] neemt een klein beetje toe en [HAc] wordt ietsje minder.
Definitie:
Een water-oplossing:
waarvan de pH nauwelijks verandert, ook bij toevoeging van zuren of basen
die en mengsel bevat van een zwak zuur + zijn geconjugeerde zwakke base, beiden in aanzienlijke concentraties.
de Bufferformule:
of
Een 'buffer' van goede kwaliteit zal altijd ongeveer gelijke hoeveelheden bevatten van zuur en base.
Opdracht 37
Zijn de beweringen I en II waar of onwaar? Leg je keuze uit.
Om een goede bufferoplossing te verkrijgen moet je altijd een zuur kiezen met pKA dicht bij de gewenste pH.
Van de twee zuur-base paren: HCO3- / CO32- en H2CO3/HCO3-, is de eerste de beste buffer in bloed.
Bereken de pH van een mengsel van 1 mol Natriumoxalaat
in 2 liter water
+ 1 mol natriumwaterstofoxalaat in 2 liter water.
Beantwoord de volgende vraag: Zal een mengsel van keukenzout en zoutzuur een buffermengsel zijn?
Als de pH van het bloed (7,3) verandert, zelfs al is het maar een klein beetje, kan dat onmiddellijk dodelijk zijn. De mens accepteert noch overleeft een echt andere pH-waarde. Toch moet het bloed zorgen voor het transport van zuren en basen zoals kooldioxide, melkzuur, aminozuren, fosfaten en andere. Deze mogen dus de pH van het bloed niet beïnvloeden.
Hoe zorg je daarvoor? Welk mechanisme heeft het bloed om die schommelingen te voorkomen?
Natuurlijk beschikt het bloed daartoe over verschillende buffermengsels.
de groepen -NH2 (amino, BASE) en -COOH (carboxylgroep, ZUUR)
groepen die zich bevinden in eiwitten, bloedproteïnen
de ionen carbonaat en bicarbonaat
diverse fosfaten
De bufferoplossingen funktioneren altijd op zodanige manier dat de buffer zwakke zuren en basen bevat.
Opgave 37A
Je hebt 500 ml oplossing van 25 graden Celcius van 0,1M NaAc (natriumacetaat). Toevoeging van 2 ml 2M HCl verlaagt meteen de pH van 8,87 naar 3,68
Diezelfde toevoeging aan 500 ml buffermengsel van 0,1M HAc en 0,1M NaAc verlaagt de pH slechts van 4,74 naar 4,68
Voeg je aan datzelfde buffermengsel niet zuur, maar 2 ml 2M NaOH toe, dan stijgt de pH slechts een heel klein beetje.
In de figuur zie je net zulke veranderingen: vijf keer wordt er 2 ml 2M HCl toegevoegd aan 500 ml
zuiver water
een oplossing van 0,1M sterk zuur
een oplossing van 0,1M sterke base
een oplossing van 0,1M zwakke base
een buffermengsel
controleer de beweringen van I en II hierboven door berekeningen met de bufferformule.
bereken de verandering van pH van bovenstaande toevoeging (III) van 2 ml 2M NaOH aan 500 ml buffer 0,1M NaAc/HAc
Kontroleer en verklaar de gegevens in het diagram.
Antwoord
Als het bloed een zuur moet transporteren, dan zal bijv. een aminogroep of andere basische ionen/molekulen daarvoor verantwoordelijk zijn. In geval een base getransporteerd moet worden, zal een zuur ion/molekuul daarvoor verantwoordelijk zijn.
Ander plaatsen in het menselijk lichaam met dit soort reguleringen:
in de urine: de pH van urine kan variëren tussen 5 en 8, oftewel, ook urine moet ongeveer neutraal zijn.
in het spijsverteringsstelsel: verschillende enzymen zorgen voor een goede spijsvertering en elk van hen heeft een bepaalde pH-voorkeur.
of
