De belangrijkste reden om p-waarden te gebruiken is het gebruik van concentraties van zeer verdunde oplossingen. Het is veel gemakkelijker te zeggen:
pH = 6 dan [H3O+] = 10-6 mol/l.
Vergeet alsjeblieft nooit dat een hoge p-waarde altijd automatisch betekent een zeer kleine overeenkomstige werkelijke waarde.
pOH = 9 (nogal een hoge waarde) betekent dus een lage concentratie van OH--ionen:
pOH = 9 → [OH-] = 10-9 mol/l
Als je iets zegt of schrijft over concentraties kan de eenheid mol/l (mol per liter) niet ontbreken; gebruik je de p-waarde, dan heb je helemaal geen eenheid nodig.
Ter herinnering: in water met een normale temperatuur (zeg maar 20 - 25ºC) geldt: pH + pOH = pKW = 14
Dus, zodra je de pH kent, ken je ook de pOH.
Een wateroplossing heet NEUTRAAL als pH = pOH, bij welke temperatuur dan ook. Dat is het belangrijkste criterium voor een neutrale oplossing, gelijk aan de uitspraak: de concentraties van H3O+ en OH- zijn gelijk.
Opdracht 42
Leg die situatie uit van kokend water (100ºC)
Toevoeging van zuur aan een oplossing betekent dat de pH-waarde lager wordt en de p-OH-waarde wordt hoger.
Toevoeging van base betekent een hogere pH en een lagere pOH.
Opdracht 43
Zal het volgende mengsel een neutrale oplossing zijn, ja of nee?: 1 mol H2SO4 + 1 mol NaOH in water
Leg je antwoord uit.
antwoord
Opdracht 44
Leg uit welke van de twee oplossingen de laagste pH zal hebben:
- 1M H2SO4 of 1M HCl
- 1M HCl of 1M HAc
De waarden van pH kunnen best gebroken getallen zijn, zoals 3,4 en 10,7 e.d. Dat kan de wiskundige berekeningen bemoeilijken.
bijvoorbeeld: als de pH=3,5 dan is de concentratie [H3O+] gelijk aan 10-3,5mol/l.
Maar in het algemeen accepteren we geen gebroken exponenten. Je moet meteen zien en begrijpen dat in het voorbeeld de concentratie dus ergens moet liggen tussen de waarden 10-3 e 10-4mol/l (want de pH ligt tussen 3 en 4). Een rekenmachine geeft natuurlijk meteen de oplossing, maar zelfs zonder die machine moet je de berekening kunnen uitvoeren:
pH = 3,5 = 4 – 0,5 → -log(4 – 0,5) → [H3O+] = 3 x 10-4 mol/l.
Opdracht 45
Bereken de pH van de volgende oplossingen:
- 0,1M HAc
- 0,1M NH3
- 0,1M HCl
Voorbeeld a):
0,1M HAc wil zeggen: 0,1 mol azijnzuur (CH3COOH) werd opgelost in een liter water. Een deel van de molekulen dissocieert in H+ en Ac-. De hoeveelheid van H+ (in water H3O+) bepaalt de waarde van de pH (=-log[H3O+]).
We moeten deze hoeveelheid kennen evenals de sterkte/zwakte van het zuur, dus de KA
We consulteren de tabel om te zien dat KA = 10-4 of pKA = 4
We weten dat HAc zwak zuur is. De waarde van x zal dus klein zijn in vergelijking met [HAc]
of ook kun je zeggen: x is verwaarloosbaar.
Dus: 0,03 mol HAc dissocieerde in ionen → [H3O+] = 0,03 = 3 x 10-2 mol/l → pH = 2-log3 = 1,5
Opdracht 46
Nooit vergeten: Hoe zwakker een zuur, hoe kleiner KA
Hoe sterker een zuur, hoe groter KA
Kontroleer deze bewering in tabel I.
Opdracht 47
Leg uit waarom de sterke zuren en basen in de tabel geen bepaalde K-waarde hebben.
