Door Claire Gillespie
Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Verdunning is een routinematige laboratoriumtechniek die bètastudenten gebruiken om nauwkeurige concentraties te bereiken. Het gebeurt ook in het dagelijks leven:water toevoegen aan koffie of wijn naar smaak. Belangrijk is dat verdunning de pH van een oplossing verandert, waardoor deze minder zuur of minder basisch wordt, afhankelijk van het uitgangsmateriaal.

TL;DR

Wanneer je een zure oplossing verdunt, beweegt de pH richting 7 (neutraler). Het verdunnen van een basische oplossing duwt de pH ervan naar 7 vanaf de alkalische kant. Bereken het effect door de oorspronkelijke pH om te zetten in waterstofionenconcentratie, die concentratie aan te passen voor het nieuwe volume en vervolgens weer om te rekenen naar pH.

Wat is verdunning?

Door oplosmiddel (meestal water) aan een oplossing toe te voegen, wordt de verhouding van het oplosmiddel ten opzichte van de opgeloste stof vergroot. De hoeveelheid opgeloste stof blijft hetzelfde, maar het volume groeit, dus elke molaire concentratie neemt af met de verhouding tussen het nieuwe volume en het oorspronkelijke volume.

De pH begrijpen

De pH-schaal, variërend van 0 tot 14, kwantificeert de zuurgraad of alkaliteit. Een pH-waarde van 7 is neutraal. Beneden de 7 is de oplossing zuur; boven de 7 is het eenvoudig. De schaal is logaritmisch:elke verandering van een geheel getal vertegenwoordigt een tienvoudig verschil in de waterstofionenconcentratie. pH 3 is bijvoorbeeld tien keer zuurder dan pH 4 en honderd keer zuurder dan pH 5.

pH wordt gedefinieerd als pH =–log[H⁺] , waarbij [H⁺] de molariteit van waterstofionen is. Herschikken geeft [H⁺] =10 ^–pH .

Een zuur verdunnen

Zuren (bijvoorbeeld citroensap, accuzuur, koffie) bevatten H⁺-ionen. Het toevoegen van water verlaagt [H⁺], waardoor de pH naar 7 stijgt. Omdat het toegevoegde water neutraal is, kan de pH van een zure oplossing nooit boven de 7 komen.

Een basis verdunnen

Basen (bijvoorbeeld ammoniak, bleekmiddel, zuiveringszout) bevatten OH⁻-ionen. Water verdunt OH⁻, waardoor de pH naar 7 daalt. De pH van een basische oplossing kan nooit onder de 7 komen als deze wordt verdund met neutraal water.

Stapsgewijze berekening

1. Zet de aanvankelijke pH om naar de waterstofionenconcentratie. Voor een pH6-oplossing is [H⁺] =10 ^–6  M.

2. Bepaal de verdunningsfactor. Als het eindvolume vier keer zo groot is als het origineel, wordt de concentratie door vier gedeeld.

3. Bereken de nieuwe [H⁺]. Met behulp van het bovenstaande voorbeeld:[H⁺]new =(10 ^–6  M) ÷ 4 =2,5 × 10 ^–7  M.

4. Omzetten naar pH. pHnieuw =–log(2,5 × 10 ^–7 ) ≈ 6,60.

Een viervoudige verdunning van een pH6-zuur verhoogt de pH dus tot ongeveer 6,6, waardoor deze dichter bij neutraliteit komt.

Praktische tips

• Gebruik altijd een gekalibreerde pH-meter voor nauwkeurige metingen.
• Houd bij sterke zuren of basen rekening met het effect van de ionsterkte op de pH.
• Houd er rekening mee dat de verdunning het neutrale punt (pH 7) niet kan overschrijden als je zuiver water gebruikt.