Lei de Ostwald

Lei de Ostwald – Definição

A definição do termo “lei de diluição de Ostwald” foi nomeado por Friedrich Wilhelm Ostwald, um químico alemão e vencedor do prêmio Nobel de Física em 1909.

A lei estabelece a relação da constante de dissociação com o grau de ionização para uma solução suficientemente diluída de eletrólito monovalente de uma concentração específica .

Lei da Diluição de Ostwald

No final do século XIX, Friedrich Wilhelm Ostwald, qímico de origem russo-germânico estudando os equilíbrios iônicos, deduziu a lei conhecida atualmente como a Lei da Diluição de Ostwald.

Nela ele relaciona a constante de ionização, a concentração em mol/L e o grau de ionização.

A dada temperatura, à medida que a concentração em quantidade de matéria de um eletrólito (ácido, base, sal) diminui, seu grau de ionização ou de dissociação aumenta.

então:

quantidade de matéria ionizada ou dissociada = a . quantidade de matéria inicial.

Considere o eletrólito genérico CS, dissolvido num volume V de solução:

Reação	1 CA(s) 1C+1(aq) + 1A-(aq)
Quantidade de matéria no início	n mol	zero	zero
Quantidade de matéria ionizada ou dissociada	. n	. n	. n
Quantidade de matéria no equilíbrio	n – .n	. n	. n
Concentração em quantidade de matéria no equilíbrio

Então:

Quanto mais diluída a solução, menor a concentração (m) e maior o grau de ionização ().

No caso de ácidos e bases fracas ( 5%), o denominador 1 – da expressão será considerado 1, pois é um valor muito pequeno.

Assim a expressão da lei da diluição se resume no seguinte:

Ki = ² . m
[AB] = (1-) . m
[A+] = . m
[B-] = . m

Lei da Diluição de Ostwald – Fórmula

Chamamos o grau de ionização de um eletrólito, que pode ser definido como a fração do mol que está ionizada na solução. Portanto, para cada mol que foi inicialmente dissolvido, a representa a parte que se ionizou.

De forma geral, temos: prova que através da adição de solvente a uma solução iônica podemos aumentar o seu grau de ionização, tornando assim um ácido ou uma base fraca quase que totalmente ionizados.

Através de sua relação matemática pode-se também prever o valor da constante de ionização de ácidos e bases.

para eletrólitos fracos temos que .

Lei da Diluição de Ostwald

Chamamos o grau de ionização de um eletrólito, que pode ser definido como a fração do mol que está ionizada na solução. Portanto, para cada mol que foi inicialmente dissolvido, a representa a parte que se ionizou.

De forma geral, temos:

Considere o equilíbrio: AB .

A partir da concentração molar () e do grau de ionização (), podemos relacionar e :

	AB A+ + B-
Inicial	m	–	–
Reage	m .	–	–
Forma	–	m .	m .
No equilíbrio	m – m .	m .	m .

Esta fórmula é a Lei da Diluição de Ostwald e permite concluir que, quanto menor a concentração de um eletrólito, maior será seu grau de ionização, o que significa dizer que o grau de ionização aumenta à medida que se dilui a solução.

Para eletrólitos fracos, nos quais os valores de são muito pequenos, podemos considerar 1 – como sendo praticamente 1, o que simplifica a equação de Ostwald para:

Ki = ² . m

Lei de Ostwald – Diluição

Eletrólitos fracos não se dissociam completamente e possuem condutividade menor do que eletrólitos fortes.

Com o aumento da concentração de íons o equilíbrio de dissociação é deslocado na direção das moléculas não dissociadas.

O grau de dissociação de eletrólitos fracos é o quociente da condutividade molar dividido pela condutividade molar a diluição infinita.

A lei de diluição de Ostwald é valida para eletrólitos fracos, permitindo desta forma calcular a constante de dissociação (K).

A figura abaixo mostra esta relação para o ácido acético. A lei de diluição de Ostwald mostra que a condutividade molar a diluição infinita pode ser obtida da intersecção com a ordenada .

Inverso da condutividade molar do ác. acético versus o produto da condutividade molar e a concentração.

= 390,5 S.cm².mol-1 Ka = S.cm².mol-1

= 149,86 S.cm².mol-1.

Lei de Ostwald – Equação Matemática

É uma equação matemática que relaciona a constante de um ácido ou base (Ka ou Kb) com o grau de ionização (a) e a concentração molar (M).

Podemos representar:

Em geral usamos esta expressão somente para monoácidos ou monobases. Sendo ácidos ou bases muito fracos, o valor do a é muito pequeno, então podemos considerar, que 1 – a 1.

Obs: Na diluição de o valor de M diminui, em conseqüência, a deve aumentar e a constante de não se altera.

Fonte: www.cetes.com.br/quimica10.com.br/www.mixquimica.com.br