Utilisateur:Maxime Tsch/Bac à sable/Loi de dilution d'Ostwald

La loi de dilution d'Ostwald, du nom de Wilhelm Ostwald, est une loi concernant les réactions acido-basiques sur l'eau, qui dit que la dilution augmente la dissociation de l'acide (respectivement la protonation de la base).

Cas d'un acide faible

Un acide faible, noté $AH$, réagit avec l'eau de la manière suivante :

$AH+H_{2}O\rightleftharpoons A^{-}+H_{3}O^{+}$.

On pose $[AH]_{0}=c$, et $[H_{3}O^{+}]=[A^{-}]=x$ avec $x=c\times \alpha$ où $\alpha$ est le coefficient de dissociation.

On a alors la constante d’acidité K_a :

$K_{a}={\frac {x^{2}}{c-x}}={\frac {c\alpha ^{2}}{1-\alpha }}$

$\alpha$ tend vers 1 si et seulement si ${\tfrac {K_{a}}{c}}$ augmente, or K<suba est une constante. Donc la dissociation de l’acide augmente si $c$ diminue, donc avec la dilution.

À $c$ fixée, la dissociation augmente avec la constante K_a, or $pK_{a}=-\log {K_{a}}$ donc plus l’acide est fort, plus il est dissocié dans l’eau.

Cas d'une base faible

Une base faible, notée $B^{-}$, réagit avec l'eau de la manière suivante :

$B^{-}+H_{2}O=BH+OH^{-}$.

On pose $[B^{-}]_{0}=c$, et $[OH^{-}]=[BH]=x$ avec $x=c\times \beta$, où $\beta$ est le coefficient de protonation.

Comme avant, on obtient : $K_{b}={\frac {x^{2}}{c-x}}={\frac {c\beta ^{2}}{1-\beta }}$.

De même, $\beta$ tend vers 1 si et seulement si ${\tfrac {K_{b}}{c}}$ augmente, or $K_{b}$ est une constante, donc la base est d’autant plus protonée qu’elle est diluée.