Prawo rozcieńczeń Ostwalda

Prawo rozcieńczeń Ostwalda – przybliżona zależność stałej dysocjacji ${\displaystyle K}$ słabego elektrolitu od jego stopnia dysocjacji ${\displaystyle \alpha }$ i stężenia ${\displaystyle C}$^[1].

• Dla elektrolitu binarnego (dwujonowego) opisuje je wzór^[1][2][3][4]:

${\displaystyle K={\frac {\alpha ^{2}C}{1-\alpha }}.}$

(1)

• Dla elektrolitu trójjonowego^[1]:

${\displaystyle K={\frac {4\alpha ^{3}C^{2}}{1-\alpha }}.}$

(2)

Prawo rozcieńczeń Ostwalda stosuje się m.in. do obliczeń dysocjacji słabych kwasów i zasad, a także do hydrolizy ich soli.

Równanie to spełnione jest jedynie w rozcieńczonych roztworach słabych elektrolitów, gdyż:

• pomija wpływ siły jonowej roztworu na współczynniki aktywności – powinno się używać aktywności zamiast stężeń,
• pomija jony będące wynikiem autodysocjacji rozpuszczalnika (wody) – niedopuszczalne dla bardzo małych stężeń elektrolitu porównywalnych ze stężeniem jonów w czystym rozpuszczalniku.

Zależność ta została wyprowadzona przez Wilhelma Ostwalda w 1888 r. na podstawie teorii dysocjacji elektrolitycznej.

Bardzo słabe elektrolity

Jeżeli ${\displaystyle \alpha \ll 1,}$ (wartości graniczne stopnia dysocjacji, od których można wprowadzić uproszczenie, podaje się różnie, np. 0,005^[5], 0,025^[6] lub 0,05^{[a][8][9][10]}) wówczas wyrażenie ${\displaystyle 1-\alpha \approx 1}$ i równanie (1) można rozwiązać w sposób przybliżony^[2][3][4]:

${\displaystyle {\frac {K}{C}}\approx \alpha ^{2},}$

skąd otrzymuje się stopień dysocjacji ${\displaystyle \alpha {:}}$

${\displaystyle \alpha \approx {\sqrt {\frac {K}{C}}}}$

oraz stężenie formy zdysocjowanej ${\displaystyle \alpha C{:}}$

${\displaystyle C_{\mathrm {zdys.} }=\alpha C\approx {\sqrt {KC}}.}$

Dla równania (2) dla ${\displaystyle \alpha \ll 1}$ można zastosować analogiczne uproszczenie, uzyskując:

${\displaystyle \alpha \approx {\sqrt[{3}]{\frac {K}{4C^{2}}}}.}$

Zobacz też

• reguła przekory

Uwagi

1. Dla α < 0,05 zastosowanie wzoru przybliżonego wprowadza błąd poniżej 3%^[7].