Vraag: Zuren in water

[ThomH123]

Hallo,

Ik moet een opdracht voor scheikunde maken, maar ik twijfel tussen twee oplossingen...

Het gaat erom dat ik een reactievergelijking moet opstellen voor het toevoegen van het zuur: H₃PO₄aan water.

Nou twijfel ik tussen 2 antwoorden:

Wat ik denk:

H₃PO₄ (aq) + 3 H₂O (l) → PO₄^3-(aq) + 3 H₃O⁺(aq)

Na wat zoeken op internet vond ik deze reactie:

H₃PO₄ (aq) + H₂O (l) → H₂PO₄^- (aq) + H₃O⁺ (aq)

Ik denk dat ze alle twee wel kunnen, want bij de 2^e reactievergelijking kan het H₂PO₄^- zijn overige 2 H⁺ weer afgeven aan een H₂O molecuul, waardoor je uiteindelijk hetzelfde krijgt als de reactieproducten van de eerste reactievergelijking

Of is de 2^e reactievergelijking de officiële notatie, en gaan ze er vanuit dat het H₂PO₄^-nog verder door reageert?

Sorry als ik nu een domme vraag stel, maar ik heb vandaag pas wat geleerd over protondonoren en protonacceptoren.

Ik vind scheikunde gewoon hartstikke leuk, dus ik moet het gewoon weten

Alvast bedankt!

[Typhoner]

Ik weet niet of je bekend met evenwichtsreacties? In ieder geval: hier hebben we een typisch voorbeeld. Kort gezegd komt het er op neer dat elke protontransfer (H⁺ naar water) niet volledig doorloopt. Een deel van de H₃PO₄ reageert niet, een deel wordt H₂PO₄^-, etc.

[ThomH123]

Ik weet niet of je bekend met evenwichtsreacties? In ieder geval: hier hebben we een typisch voorbeeld. Kort gezegd komt het er op neer dat elke protontransfer (H⁺ naar water) niet volledig doorloopt. Een deel van de H₃PO₄ reageert niet, een deel wordt H₂PO₄^-, etc.

Hey, bedankt voor je reactie!

Ik heb vandaag op school dit onderwerp gehad, en zover ik het snap, is een reactie een evenwichtsreactie als het beide kanten op kan reageren (heen en terug). Maar daarom kan mijn 1^e antwoord toch nog steeds? Of is het lastig om PO₄^3- tegelijk met 3 H₃O⁺ te laten botsen? Dus dan lijkt mij inderdaad dat de 2^e reactie beter is?

[Typhoner]

In principe is het best dat je de drie stappen als drie aparte reacties noteert (met evenwichtspijlen).

Jouw eerste notatie zou valselijk de indruk kunnen wekken dat H₃PO₄ en PO₄^3- de enige stoffen zijn die kunnen worden gevormd uit H₃PO₄ in water (als evenwichtspijlen gebruikt, met gewone pijl zou er alleen PO₄^3- zijn).

[ThomH123]

Oke, heel erg bedankt! Nog één klein vraagje: Het is dus wel mogelijk dat H₃PO₄met 3 water moleculen tegelijk botst, en zo dus wel mijn reactie volgt? Zo ja, dan is de kans zeker relatief gezien heel klein, omdat de 3 water moleculen dan tegelijk op de juiste plaats moeten botsen?

P.S. dit hele verhaal geld dan denk ik toch ook voor zuren met meer dan één H⁺? Zoals H₂SO₄ en H₂S. Ik bedoel dus dat ze per reactie/botsing met water één H⁺ verliezen, en dat dan meerdere keer/stappen.

Alvast bedankt

[Typhoner]

Oke, heel erg bedankt! Nog één klein vraagje: Het is dus wel mogelijk dat H₃PO₄met 3 water moleculen tegelijk botst, en zo dus wel mijn reactie volgt? Zo ja, dan is de kans zeker relatief gezien heel klein, omdat de 3 water moleculen dan tegelijk op de juiste plaats moeten botsen?

tja, alles is mogelijk... Maar dat zal zeker niet het meest voorkomende reactiepad zijn. Als je een willekeurige PO₄^3- in oplossing tegenkomt, is deze bijna zonder uitzondering in stapjes ontstaan. (En gezien we met een evenwicht zitten in heel veel stappen, waarbij het heen en weer gaat tussen proton opnemen en terug afstaan).

dit hele verhaal geld dan denk ik toch ook voor zuren met meer dan één H+? Zoals H2SO4 en H2S. Ik bedoel dus dat ze per reactie/botsing met water één H+ verliezen, en dat dan meerdere keer/stappen.

ja, inderdaad.

[ThomH123]

tja, alles is mogelijk... Maar dat zal zeker niet het meest voorkomende reactiepad zijn. Als je een willekeurige PO₄^3- in oplossing tegenkomt, is deze bijna zonder uitzondering in stapjes ontstaan. (En gezien we met een evenwicht zitten in heel veel stappen, waarbij het heen en weer gaat tussen proton opnemen en terug afstaan).

ja, inderdaad.

Ah! Nu is alles een stuk duidelijker, en kan ik weer verder Benieuwd welke manier mijn leraar voor ogen had

In ieder geval heeel erg bedankt voor uw hulp

[robj]

Als je het afstaan van protonen (H⁺) door het zuur H ₃ PO₄ in stapjes van één proton per keer bekijkt en in BINAS tabel 49 opzoekt wat de plaats in de tabel van elke deeltje links van de reactiepijl (H ₃ PO ₄ , H ₂ PO₄ ^- en HPO₄^{2 -} ) is, dan zie je dat het ontstane deeltje een steeds zwakker zuur is. Dat wil zeggen dat elk volgend proton steeds moeilijker wordt afgestaan. HPO₄^2- is zelfs nog nauwelijks een zuur te noemen en zal zijn H⁺-je dus slechts met grote moeite willen afstaan; die ionen zul je in een oplossing van fosforzuur in water dus heel weinig tegenkomen.

[Typhoner]

dat is correct, maar zolang je al de vermelde reacties met evenwichtspijlen noteert is er niets aan de hand. Alle species zijn aanwezig, sommige meer dan andere.

[ThijssjihT]

Hoe hoger de pH van je oplosmiddel is, hoe meer H⁺ er vrijkomt. Dit houdt in, naar mate je meer water toevoegd, er meer H₃PO₄ verdwijnt, en er meer H₂PO₄^- en H⁺ ontstaat, want door te verdunnen gaat de pH dichter naar 7 toe.

H₂PO₄^- is een zogeheten alifatische verbinding. Dit houdt in dat het zich zowel kan gedragen als zuur als base. In een basische omgeving is het een zuur, en zal er meer H⁺ vrijkomen. Hierbij wordt H₂PO₄^- omgezet in H⁺ en HPO₄^2-

In een genoeg zure omgeving reageert het H₂PO₄ weer tot H₃PO₄.

Je kan bij een titratie hierdoor ook 3 equivalentiepunten zien in je grafiek. Uit mijn hoofd zit het 2e equivalentiepunt rond een pH van 8 en het derde pas rond de 14. Waar de eerste zit weet ik niet, en die ik genoemd heb weet ik ook niet zeker, maar ze zijn redelijk makkelijk op te zoeken, denk ik, en anders kan je het uit de evenwichtsconstante halen. Die zijn makkelijk te vinden op internet of in je binas.

[mathfreak]

H₂PO₄^- is een zogeheten alifatische verbinding. Dit houdt in dat het zich zowel kan gedragen als zuur als base.

Ik neem aan dat je in plaats van alifatisch amfolytisch bedoelt. Alifatische of acyclische verbindingen zijn koolstofverbindingen waarbij sprake is van een (al of niet vertakte) koolstofketen.

[ThijssjihT]

Och, je hebt natuurlijk gelijk, ik vergiste me.

[mathfreak]

Och, je hebt natuurlijk gelijk, ik vergiste me.

Geen nood, dat overkomt iedereen wel eens.