Scheikunde

11. Buffers

Gegeven door:
Henk de Beuker
Beschrijving Begrippen Examenvragen

In deze scheikunde video gaan we het hebben over buffers. Dit is een belangrijk onderwerp in de scheikunde, waar veel leerlingen moeite mee hebben. Met behulp van een buffer kunnen we ervoor zorgen dat een oplossing een redelijk constante pH houdt, zelfs na het toevoegen van zure of basische oplossingen. Met behulp van deze uitlegvideo kom je te weten hoe dat werkt!

Base

Een verbinding die in contact met een andere verbinding een waterstofion (H+) kan binden

Buffer

Een oplossing met een redelijk constante pH-waarde

Chloor (Cl)

Een scheikundig element dat geproduceerd wordt door chloorzouten te elektrolyseren. In vrije vorm is het een groen-geel gas

Ionen

Opgeloste zouten

Moleculen

De kleinste deeltjes van een (ontleedbare stof). Een groep aan elkaar gebonden atomen met een voor de stof constante samenstelling

pH

De zuurgraad van een oplossing

pOH

De basegraad van een oplossing

Sulfaat

Een verbinding die bestaat uit vier zuurstofatomen gebonden aan een zwavelatoom

Sulfiet

Een zout van zwavelzuur. Het bestaat uit drie zuurstofatomen gebonden aan een zwavelatoom

Zuur

Een verbinding die in contact met water een toename van de concentratie aan waterstofionen (H+) veroorzaakt

Biodiesel wordt geproduceerd door methanol toe te voegen aan plantaardige olie of dierlijk vet. Hierbij treedt een reactie op waarbij esters van methanol en vetzuren worden gevormd. Tevens wordt hierbij glycerol (propaan-1,2,3-triol) gevormd. 


Door de toename van de biodieselproductie is een overschot aan glycerol op de wereldmarkt ontstaan. Dit heeft geleid tot onderzoek naar de omzetting van glycerol met behulp van micro-organismen tot waardevolle chemicaliën. Een van deze chemicaliën is butaandizuur. De bacterie Anaerobiospirillum succiniciproducens kan onder zuurstofloze omstandigheden glycerol omzetten tot butaandizuur (C4H6O4). 


De vergelijking van deze omzetting is hieronder weergegeven:

C3H8O3 + CO2 -> C4H6O4 + H2O (reactie 1)

De bacterie kan ook glucose omzetten tot butaandizuur. In deze reactie (reactie 2) reageert glucose met koolstofdioxide tot butaandizuur, ethaanzuur en water. In reactie 2 ontstaat 4 mol butaandizuur uit 3 mol glucose. 


Reactie 1 verloopt traag. Reactie 2 verloopt sneller, maar door de bacteriën worden dan meer bijproducten gevormd. Een groep onderzoekers heeft onderzocht of de productie van butaandizuur uit glycerol kan worden geoptimaliseerd door de bacteriën gelijktijdig glycerol en glucose te laten omzetten. Ze voerden een serie experimenten uit waarbij zij de bacteriën lieten groeien in een mengsel met enkel glycerol en in mengsels van glycerol met wisselende gehaltes glucose. Bij een mengsel met een startgehalte van 5,00 g L–1 glycerol en 1,25 g L–1 glucose werd uiteindelijk 7,3 g L–1 butaandizuur geproduceerd. 


De vorming van butaandizuur zorgt voor een verlaging van de pH van het reactiemengsel. Om de pH constant te houden, wordt gedurende het experiment natronloog aan het mengsel toegevoegd. Hierdoor vormt zich uiteindelijk een buffer in het reactiemengsel.


Leg uit dat zich gedurende het experiment een buffer vormt in het reactiemengsel. 

C1. Zuren en basen