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 :

$AH + H_2 O \rightleftharpoons A^- + H_3O^+$.

On pose [AH]₀ = c, et [H₃O ⁺ ] = [A ⁻ ] = x avec $x = c \times \alpha$ où α est le coefficient de dissociation.

On a alors la constante d’acidité K_a :

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

α tend vers 1 si et seulement si $\tfrac{K_a}{c}$ augmente, or K_a 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 :

$B^- + H_2O \rightleftharpoons BH + OH^-$.

On pose [B ⁻ ]₀ = c, et [OH ⁻ ] = [BH] = x avec $x= c \times \beta$, où β est le coefficient de protonation.

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

De même, β 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.