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02/04/2018 1 Técnico em Química Química Analítica Qualitativa Prof. Edil Lins Aula 9 Lei da diluição de Ostwald O químico Friedrich Wilhelm Ostwald (1853‐1932), nascido na Letônia, estudou bastante os equilíbrios iônicos e foi o primeiro cientista a relacionar o grau de ionização ou de dissociação (α) de monoácidos e monobases, com a concentração em mol/L (M) e com a constante de ionização ou de dissociação (Ki). Baseado em seus estudos, ele criou a seguinte lei: Lei de diluição de Ostwald: Numa dada temperatura, à medida que a concentração em mol/L de um dado eletrólito diminui, o seu grau de ionização ou dissociação aumenta, ou seja, eles são inversamente proporcionais. 02/04/2018 2 Lei da diluição de Ostwald Consideremos que determinado ácido genérico, representado por HA, seja dissolvido em certo volume de água, gerando os íons H+ e A‐. Veja como isso ocorre: Lei da diluição de Ostwald A constante de ionização para o equilíbrio acima é dada por: Sabemos que a concentração em quantidade de matéria (M) é em mol/L, assim, vamos relacionar o número de mol de cada espécie acima (do ácido e dos íons) com o volume da solução para sabermos as concentrações: M = [ ] → Vamos usar os colchetes porque na fórmula da constante de ionização a concentração das espécies é representada assim. 02/04/2018 3 Agora, vamos pegar esses valores e substituir na expressão da constante de ionização para o equilíbrio acima: Sabemos que n/V é igual à concentração em mol/L (M), então, temos: Lei da diluição de Ostwald Observe que essa fórmula mostra o que a lei de Ostwald, mencionada no início, diz sobre a concentração e o grau de ionização ou dissociação serem inversamente proporcionais, portanto, se um aumenta, o outro diminui. 02/04/2018 4 Lei da diluição de Ostwald • Isso é verdade, pois imagine que diluíssemos a solução, acrescentando mais água, isso iria fazer com que a concentração em mol‐L diminuísse. Com isso, o grau de ionização ou dissociação iria aumentar porque o eletrólito iria dissolver mais. • Ki é uma constante, que só irá ser alterada com a mudança da temperatura. Isso significa que em uma temperatura fixa o produto α2 . M é constante. • Outro fator importante é que, no caso de ácidos e bases fracos ou sais pouco solúveis, em que o α é baixo, podemos considerar que 1 – α é aproximadamente igual a 1. Substituindo (1 – α) por 1 na equação de Ki acima, temos: • Ki = α2 . M • Essa é a expressão usada no caso de eletrólitos fracos. A Lei da Diluição de Ostwald Expressão matemática que relaciona a constante de ionização (K) com o grau de ionização (α) e a concentração em mol/L (m) de uma solução de um ácido ou base. Sabendo que o grau de ionização de um ácido () é: Dividindo o numerador e o denominador por volume: 02/04/2018 5 Assim: Substituindo os valores das concentrações no equilíbrio na constante de ionização, obtemos a expressão conhecida como Lei da diluição de Ostwald (1888). Esta lei é válida para monoácidos e monobases Quando trabalhamos com ácidos ou bases fracos, o valor de é menor (ou igual) a 5%. Desta forma, podemos simplificar a lei de diluição de Ostwald: A constante de equilíbrio possui um valor constante a uma temperatura fixa e, dessa forma, o produto 2 . m deve permanecer constante. Quando diluímos uma solução de ácido ou base fracos, o valor de m diminui e, em consequência, deve aumentar para que o produto 2 . m permaneça constante. 02/04/2018 6 a) Lei da diluição de Ostwald HA H+ + A– [HA] [H+] [A-] Quantidade inicial n (10) 0 0 Mols ionizados n x (10x0.6=6) n x (10x0.6=6) n x (10x0.6=6) Equilíbrio n(1 - ) (10-6=4) n x (6) n x (6) Molaridade n(1 - ) V nx V nx V Kc=[H +].[A‐]/[HA] Logo: KC= Então: KC= para eletrólitos fracos é pequeno, então 1 – 1 Então: Kc = ( n/V) . 2 ou Kc = molaridade . 2 02/04/2018 7 EXEMPLO (UFPA) O grau de dissociação iônica do hidróxido de amônio em solução 2 molar é 0,283% a 20 °C. A constante de ionização da base, nesta temperatura, é igual a: Resolução: Kc = molaridade . 2 Então: Kc = 2 . (0,00283) 2 Kc = 1,6.10 ‐5
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