Sterke en zwakke zuren
Bij 0.100 M is zoutzuur volledig geïoniseerd en heeft het pH 1.00. Azijnzuur heeft slechts 1.3% van zijn protonen afgestaan en heeft pH 2.87.
Sleep om te draaien. Scroll of knijp om te zoomen.
Zoutzuur en azijn zijn beide zuur, maar niemand kookt met zoutzuur. Het verschil is niet alleen hoeveel zuur in de fles zit. Zelfs bij gelijke concentratie staan sommige zuren bijna al hun protonen af, terwijl andere de meeste vasthouden. Chemici noemen de eerste sterke en de tweede zwakke zuren. Sterkte beschrijft hoe ver het zuur in water ioniseert; concentratie hoeveel zuur opgelost is. Dit zijn verschillende begrippen: een verdund sterk zuur kan minder zuur zijn dan een geconcentreerd zwak zuur.
Sterke zuren ioniseren volledig
OpenStax noemt zes gangbare sterke zuren: perchloorzuur HClO₄, zoutzuur HCl, broomwaterstofzuur HBr, joodwaterstofzuur HI, salpeterzuur HNO₃ en zwavelzuur H₂SO₄. Bij sterke monoprotische zuren zoals HCl is de ionisatie in verdunde oplossing vrijwel volledig, zodat [H₃O⁺] ongeveer gelijk is aan de zuurconcentratie. Zwavelzuur staat zijn eerste proton vrijwel volledig af, maar de tweede ionisatie is een evenwicht dat extra H₃O⁺ kan leveren. Bij 0.100 M HCl geldt [H₃O⁺] = 0.100 M en pH 1.00; bij 0.0010 M is dat pH 3.00. De zes gangbare sterke basen zijn hydroxiden van lithium, natrium, kalium, calcium, strontium en barium, die hun OH⁻ volledig afgeven.
Zwakke zuren en Ka
De meeste zuren zijn zwak. Azijnzuur, het zuur in azijn, vormt in water een evenwicht: CH₃COOH + H₂O ⇌ H₃O⁺ + CH₃COO⁻. De sterkte ervan wordt gemeten met de zuurconstante, Ka = [H₃O⁺][CH₃COO⁻] / [CH₃COOH]. Voor azijnzuur is Ka = 1.8 × 10⁻⁵ en dus pKa = 4.74. PubChem noemt een gemeten pKa van 4.76 bij 25 °C. Mierenzuur is ongeveer tien keer sterker, met Ka = 1.8 × 10⁻⁴. Hoe groter de waarde van Ka, hoe sterker het zuur.
Voor de pH van een zwak zuur los je het evenwicht op. Neem x als geïoniseerde hoeveelheid van 0.100 M azijnzuur: x² / (0.100 − x) = 1.8 × 10⁻⁵. Omdat x klein is, geldt x² ≈ 1.8 × 10⁻⁶ en x ≈ 1.3 × 10⁻³ M. De pH is 2.87 en het ionisatiepercentage (1.3 × 10⁻³ / 0.100) × 100 = 1.3%. Slechts circa één op vijfenzeventig moleculen heeft zijn proton afgestaan, in het lab zichtbaar als één gesplitst molecuul op honderd. Zonder de kleine-x-benadering geeft de vergelijking pH 2.88; het lab gebruikt die exacte oplossing.
Verdunnen verandert het percentage
Verlaag de azijnzuurconcentratie in het lab met de schuif. Bij 0.010 M is circa 4.2% geïoniseerd, bij 0.0010 M circa 12.5%. Ka blijft gelijk, maar het ionisatiepercentage groeit bij verdunnen omdat het evenwicht naar de kant met meer deeltjes verschuift. Een sterk zuur blijft bij elke concentratie op 100%. Daarom is het percentage geen vaste zuureigenschap, terwijl Ka dat wel is.
Zwakke basen werken op dezelfde manier, met baseconstante Kb. Ammoniak neemt een proton van water op en vormt NH₄⁺ en OH⁻, met Kb = 1.8 × 10⁻⁵. PubChem geeft voor 0.1 N ammoniak pH 11.1, veel lager dan de 13 van een sterke base bij gelijke concentratie.
- Welke stof is een sterk zuur?
- HNO₃
- CH₃COOH
- HCOOH
- H₂CO₃
- Wat is de pH van 0.0010 M HCl?
- Welk percentage van 0.100 M azijnzuur is geïoniseerd?
- Wat is de pH van 0.100 M azijnzuur?
- Welk zuur is het sterkst?
- Mierenzuur, Ka = 1.8 × 10⁻⁴
- Azijnzuur, Ka = 1.8 × 10⁻⁵
- Ze zijn even sterk
- Het hangt alleen van de concentratie af
- Azijnzuur wordt verdund van 0.100 M naar 0.0010 M. Het ionisatiepercentage…
- Neemt toe
- Neemt af
- Blijft gelijk
- Wordt nul
- Wat is pKa bij Ka = 1.8 × 10⁻⁵, op twee decimalen?
- ‘Sterk’ in sterk zuur verwijst naar…
- Hoe volledig het ioniseert
- Hoe geconcentreerd het is
- Hoe snel het wordt uitgegoten
- Hoe gevaarlijk het ruikt
- Welke stof is een sterke base?
- NaOH
- NH₃
- CH₃COO⁻
- H₂O
- Hoeveel gangbare sterke zuren noemt OpenStax?
- HClO₄, HCl, HBr, HI en HNO₃ ioniseren vrijwel volledig in verdunde oplossing. H₂SO₄ staat zijn eerste proton vrijwel volledig af; de tweede ionisatie en de ionisatie van zwakke zuren zijn evenwichten.
- Ka meet de sterkte: azijnzuur 1.8 × 10⁻⁵, mierenzuur 1.8 × 10⁻⁴.
- Het ionisatiepercentage van een zwak zuur neemt toe bij verdunnen: 1.3% bij 0.100 M azijnzuur.
Bronnen van deze cursus (10)
- OpenStax Chemistry 2e (openstax.org/books/chemistry-2e): 4.2 neutralization and antacids (stomach roughly 0.03 M HCl, milk of magnesia Mg(OH)2, Al(OH)3)
- 14.1 Brønsted-Lowry acids and bases (Boyle 1680, Davy 1815, Arrhenius 1884, Brønsted and Lowry 1923, autoionization about two in a billion molecules, Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴ at 25 °C, about 5.6 × 10⁻¹³ at 100 °C)
- 14.2 pH and pOH (pH = −log[H3O+], stomach acid 1.2 × 10⁻³ M gives 2.92, vinegar about 4 × 10⁻³ M gives 2.4, blood 7.3, KOH 0.0125 M gives 12.10, neutral pH 6.31 at 80 °C, rainwater 5 to 6, acid rain below 5, pH meter resolution 0.001, Figure 14.2: 1 M HCl 0, gastric juice about 1.5, lime juice about 2, wine about 3.5, coffee about 5, milk of magnesia about 10.5)
- 14.3 relative strengths (six strong acids and six strong bases, Ka, percent ionization, 0.100 M acetic acid 1.3%)
- 14.6 buffers (normal blood pH about 7.4)
- 14.7 titrations (25.00 mL of 0.100 M HCl or acetic acid with 0.100 M NaOH, Table 14.2, equivalence pH 7.00 and 8.72, half-equivalence pH = pKa, Ka acetic acid 1.8 × 10⁻⁵, methyl orange Ka 4.0 × 10⁻⁴ red HIn and yellow In⁻, interval about pKa ± 1, phenolphthalein colourless below pH 8.3)
- LibreTexts Acid-Base Indicators (litmus about 5 to 8, methyl orange 3.1 to 4.4, phenolphthalein 8.3 to 10.0; chem.libretexts.org) and bromothymol blue 6.0 to 7.6 yellow to blue (Prairie South indicator table via LibreTexts Chemistry 30)
- PubChem acetic acid pKa 4.76 at 25 °C, sodium bicarbonate 0.1 M pH 8.3, ammonia 0.1 N pH 11.1, sodium hydroxide (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)
- NOAA Ocean acidification (noaa.gov: surface ocean pH has fallen by 0.1 since the industrial revolution, about a 30 percent increase in acidity)
- IUPAC CIAAW abridged standard atomic weights.
Geraadpleegd: 2026-10-17