Lei de diluição de Ostwald
A Lei de diluição de Ostwald não foi criada por Friedrich Wilhelm Ostwald (1853-1932), mas recebeu esse nome em sua homenagem devido às suas contribuições para a química física. A Lei de diluição relaciona a constante de ionização (Ki) de uma substância iônica com a concentração da substância no equilíbrio. Ela estabelece que a constante de equilíbrio é diretamente proporcional à concentração dos íons em solução.
Embora Ostwald tenha feito importantes estudos sobre as reações iônicas e equilíbrio químico, a Lei de diluição foi formulada por volta de 1884 por Svante Arrhenius, químico e físico sueco. Arrhenius foi pioneiro na teoria dos eletrólitos e propôs que as substâncias iônicas se dissociam em íons em solução, contribuindo para a formação da Lei de diluição.
No entanto, Ostwald desempenhou um papel fundamental na popularização e disseminação da compreensão da química física, incluindo os conceitos de equilíbrio químico e diluição. Sua dedicação à divulgação científica e à educação ajudou a disseminar e popularizar os conceitos relacionados à Lei de diluição. Por isso, a lei recebeu o nome de Lei de diluição de Ostwald em sua homenagem.
Supondo que adicionamos n mol de um ácido ao meio, podemos escrever a equação:
HA + H2O ⇌ H3O+ + A-
Onde HA representa o ácido não ionizado e A- representa o ânion formado a partir da ionização do ácido.
Se o grau de ionização do ácido é α, então a quantidade de ácido ionizado é igual a (α . n) e a quantidade de ácido não ionizado é igual a ((1 - α) . n).
A concentração de H3O+ formado é igual à quantidade de ácido ionizado dividido pelo volume da solução:
[H3O+] = (α . n) / V (mol/L)
A concentração de A- formado é igual à quantidade de ácido ionizado dividido pelo volume da solução:
[A-] = (α . n) / V (mol/L)
A concentração de HA não ionizado é igual à quantidade de ácido não ionizado dividido pelo volume da solução:
[HA] = (n . (1 - α)) / V (mol/L)
A constante de ionização, Ki, pode ser definida como a razão entre a concentração de produtos (íons) e a concentração dos reagentes (ácido não ionizado):
Ki = ([H3O+] . [A-]) / [HA]
Substituindo as expressões encontradas anteriormente, temos:
Ki = ((α . n) / V) . ((α . n) / V) / ((n . (1 - α)) / V)
Simplificando, temos:
Ki = (α^2 . n^2) / (n . (1 - α))
Ki = α^2 . n / (1 - α)
ou
Ki = α2 . m
1 - α
Essa é a expressão proposta por Ostwald, relacionando a constante de ionização (Ki), a concentração em moVL (n/V) e o grau de ionização (α) para monoácidos e monobases.
Importante ressaltar que a expressão é válida apenas quando a constante de ionização é expressa em termos de concentração e o ácido ou base é forte o suficiente para que o grau de ionização seja significativo.
Para monoácidos e monobases fracas α ≤ 5%
Ki = α2 . m
Ki : Constante
α2 : ↑ grau de ionização
m : ↓ na diluição a concentração diminui (mol/L)
