Verschil in zuursterkte van organische zuren

1.Onderzoeksvraag

Reageert het ene zuur sneller dan het andere? En waarom?

2.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• Zuursterkte
• K_a

b.Materiaal + stoffen

• 3 petrischalen
• water
• mierenzuur
• azijnzuur
• propaanzuur
• Mg-lint
• Timer
• 3 bekerglazen van 250 ml

c.Opstelling (foto)

 

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

Meet het verschil in reactiesnelheid tussen een metaal en een organisch zuur, dit om de sterkte van de 3 verschillende zuren met elkaar te vergelijken.Maak 3 oplossingen met gelijke concentraties van 5,3 mol/l van de zuren.
Voeg samen:

• 6ml mierenzuur + 24 ml water
• 9ml azijnzuur en 21 ml water
• 12 ml propaanzuur en 18 ml water

Breng een gedeelte van de oplossingen in 3 petrischalen.Breng gelijktijdig in de 3 petrischalen 1,5 cm Mg en neem het verschil in snelheid van de H₂ gasontwikkeling waar.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Het ene zuur is sterker dan het andere omdat er een verschil is in splitsingsgraad in water. Hoe hoger de splitsingsgraad, hoe sterker het zuur!

We kunnen die sterkte van de zuren aflezen in de K_a waarde.

Ka (azijnzuur) = 1,8 . 10^-5             pKa = 4,75

Ka (mierenzuur) = 1,8 . 10^-4        pKa = 3,75

Ka (propaanzuur) = 1,34 . 10^-5  pKa = 4, 87

Dus mierenzuur is het sterkt, gevolgd door azijnzuur en als zwakste propaanzuur.

Azijnzuur : Mg + 2CH₃COOH –> H₂ + Mg(CH₃COO)₂

Mierenzuur: Mg + 2HCOOH –> H₂ + Mg(COOH)₂

Propaanzuur: Mg + 2C₃H₆O₂ à H₂ + Mg(CH₃CH₂OO)₂

5. Aanvullingen

• Om dit onderwerp duidelijker over te laten komen naar de leerlingen toe, kan je best een tabel met K_a-waarden afdrukken zodat de leerlingen de redenering eigenhandig kunnen opbouwen.
• Neem kleine stukken Mg, zo verkort je de proef aanzienlijk en is er meer tijd om aan het verslag te werken of andere proeven uit te voeren.

Bronnen

KLIK – KLIK