pH-berekeningen zwakke zuren en basen

Prioriteit: 🔴 Hoog

In 6 van de 8 onderzochte examenjaren, vaak als zware rekenvraag (3–5p).

Wat moet je kunnen?

• De pH berekenen van een oplossing van een zwak zuur of een zwakke base met $K_z$ of $K_b$.
• Bij een gegeven pH berekenen hoeveel procent als HZ of als Z⁻ aanwezig is. Dit komt het vaakst voor!
• $K_z$ en $K_b$ van een geconjugeerd paar omrekenen.
• Kwalitatief redeneren met de $K_z$-uitdrukking, bijvoorbeeld: welke oplossing heeft de hoogste pH?

De kern

$\text{HZ}+{\text{H}}_2\text{O}\rightleftharpoons {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+{\text{Z}}^{-}{K}_z=\frac{[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}][{\text{Z}}^{-}]}{[\text{HZ}]}$

$\text{B}+{\text{H}}_2\text{O}\rightleftharpoons {\text{BH}}^{+}+{\text{OH}}^{-}{K}_b=\frac{[{\text{BH}}^{+}][{\text{OH}}^{-}]}{[\text{B}]}$

$\text{pH}=-\log [{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]\text{pH}+\text{pOH}=14,00K_z\cdot K_b=K_w=1,0\cdot 10^{-14}\text{(298 K)}$

Er zijn twee soorten sommen:

1. pH van een zwak zuur met concentratie $c$. Stel $[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=[{\text{Z}}^{-}]=x$ en $[\text{HZ}]=c-x$. Los $\frac{x^2}{c-x}=K_z$ op. Bij een klein ionisatiepercentage mag je $c-x\approx c$ nemen.
2. Verhouding bij een gegeven pH. Herschrijf de uitdrukking tot $\frac{[{\text{Z}}^{-}]}{[\text{HZ}]}=\frac{K_z}{[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]}$ en reken die verhouding om naar een percentage.

Onthoud: bij pH = pKz is het precies 50/50. Is de pH lager, dan overheerst HZ; is hij hoger, dan overheerst Z⁻. Daarom geldt bij het halfneutralisatiepunt van een titratie pH = pKz (2021-3).

Zo wordt het gevraagd

• “Bereken de pH van deze oplossing. Gebruik de Kz.” Vaak moet je eerst de molariteit uit g/L berekenen. Het correctievoorschrift accepteert de exacte (kwadratische) methode en de verwaarlozingsmethode (2025-2, 2022-3).
• “Bereken hoeveel procent van X aanwezig is als …, bij pH = …” Dit is soort 2, en het kwam voor in 2018-2, 2023-1, 2023-2 en 2026-2.
• “Verklaar met behulp van de Kz dat de pH van X hoger is dan die van Y.” Redeneer met de uitdrukking, zonder te rekenen (2023-1).
• “Bereken de pH waarbij X% van alle deeltjes voorkomt als zuurrest-ion”: soort 2 andersom (2022-1).

Uitgewerkt voorbeeld

Soort 1: pH van een zwak zuur (examenstijl, vergelijk 2025-2 vraag 3)

Bereken de pH van 0,20 M ethaanzuur ($K_z=1,8\cdot 10^{-5}$).

1. $\frac{x^2}{0,20-x}=1,8\cdot 10^{-5}$. Verwaarlozen geeft $x^2=3,6\cdot 10^{-6}$.
2. $x=[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=1,9\cdot 10^{-3}$ M (dat is ~1% van 0,20, dus verwaarlozen mag).
3. pH $=-\log (1,9\cdot 10^{-3})=$ 2,72 (de concentratie heeft 2 significante cijfers, dus 2 decimalen).

Soort 2: verhouding zuur en base bij een gegeven pH (examenstijl, vergelijk 2023-1 vraag 12)

Hoeveel procent van het ethaanzuur is bij pH = 5,00 als ethanoaat aanwezig?

1. $[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=1,0\cdot 10^{-5}$
2. $\frac{[{\text{Z}}^{-}]}{[\text{HZ}]}=\frac{1,8\cdot 10^{-5}}{1,0\cdot 10^{-5}}=1,8$
3. $\%{\text{Z}}^{-}=\frac{1,8}{1+1,8}\times 100\%=$ 64%. Klopt met de grafiek: de pH ligt iets boven pKz.

Valkuilen

• De verhouding (1,8) opschrijven als percentage (dat is 64%).
• Bij een zwakke base met $K_z$ rekenen, of de $K_b$ van het verkeerde deeltje opzoeken. Omrekenen gaat met $K_w$.
• pOH berekenen en vergeten om te zetten naar pH.
• H₂O opnemen in de evenwichtsvoorwaarde.
• Significantie: het aantal decimalen van de pH is gelijk aan het aantal significante cijfers van de concentratie.
• $K_w=1,0\cdot 10^{-14}$ gebruiken bij een andere temperatuur. Bij 37 °C krijg je aangepaste waarden (2026-1).

Test jezelf

Ethaanzuur heeft pKz = 4,74. Bij welke pH is precies de helft als ethanoaat aanwezig?

Bij pH = 4,74, want dan is $[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=K_z$ en dus $[{\text{Z}}^{-}]=[\text{HZ}]$.

$K_b$(NH₃) $=1,8\cdot 10^{-5}$. Wat is $K_z$ van NH₄⁺?

$K_z=K_w/K_b=1,0\cdot 10^{-14}/1,8\cdot 10^{-5}=$ 5,6·10⁻¹⁰

Is ethaanzuur bij pH = 7,0 vooral als HZ of als Z⁻ aanwezig?

$\frac{[{\text{Z}}^{-}]}{[\text{HZ}]}=\frac{1,8\cdot 10^{-5}}{1,0\cdot 10^{-7}}=180$, dus vrijwel alles is Z⁻.

Waarom mag je bij een zwak zuur niet $[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=c$ nemen?

Omdat een zwak zuur niet volledig ioniseert. Er stelt zich een evenwicht in, en de meeste HZ-moleculen blijven intact.

Examenvragen om te oefenen

Doe deze vragen uit echte examens

• 2026 tijdvak 2, vraag 17: Tris als zwakke base, % Tris bij pH 8,5 (4p)
• 2026 tijdvak 1, vraag 3: verhouding HClO/ClO⁻ met Kz bij 37 °C
• 2025 tijdvak 2, vraag 3: pH van een zwak zuur, molariteit uit g/L (4p)
• 2023 tijdvak 2, vraag 18: % zuur in ongeïoniseerde vorm bij gegeven pH (4p)
• 2023 tijdvak 1, vraag 11–12: redeneren met Kz van H₂CO₃, % glyfosaat als HGlyf⁻ (samen 7p)

Alle vindplaatsen

Aangetroffen in 6 van de 8 onderzochte examenjaren (2018–2026, 2020: geen examen gehouden) — 75%.

• 2026 tijdvak 2: vraag 17
• 2026 tijdvak 1: vraag 3
• 2025 tijdvak 2: vraag 3
• 2023 tijdvak 2: vraag 18
• 2023 tijdvak 1: vraag 11, 12
• 2022 tijdvak 3: vraag 7
• 2022 tijdvak 2: vraag 23
• 2022 tijdvak 1: vraag 17, 18
• 2021 tijdvak 3: vraag 19
• 2021 tijdvak 1: vraag 15
• 2018 tijdvak 2: vraag 18

---

Ondersteunende onderwerpen

• Sterke en zwakke zuren en basen
• Chemisch evenwicht
• Significante cijfers

Onderwerpen die dit ondersteunt

• Buffersystemen
• Titraties