
【化】 Ostwald's dilution law
奥斯特瓦尔德稀释定律(Ostwald's Dilution Law)是物理化学中描述弱电解质在稀释溶液中电离平衡的重要规律,由德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)于1888年提出。其核心揭示了弱电解质的离解度(α)与溶液浓度(C)及离解常数(K)之间的定量关系。
定义与公式
对于一元弱酸或弱碱(如醋酸 CH₃COOH 或氨水 NH₃·H₂O),其离解平衡可表示为:
$$ ce{HA <=> H+ + A-} $$
奥斯特瓦尔德稀释定律的数学表达式为:
$$ K = frac{alpha C}{1 - alpha} $$
其中:
稀释效应
当溶液被稀释时(即 ( C ) 减小),离解度 ( alpha ) 增大。例如,极稀溶液中(( C to 0 )),( alpha ) 趋近于 1(完全电离);高浓度时,( alpha ) 则较小。公式中分母 ( (1 - alpha) ) 体现了未电离分子的浓度影响。
近似简化
对于离解度极小的弱电解质(( alpha ll 1 )),公式可简化为:
$$ K approx alpha C quad text{或} quad alpha approx sqrt{frac{K}{C}} $$
此式表明离解度与浓度的平方根成反比。
$$ alpha = frac{Lambda_m}{Lambda_m^infty} $$
结合稀释定律可得 ( K ) 与电导率的直接关系,为早期电导测量法测定弱电解质 ( K ) 提供了理论基础。
经典物化教材,详细推导稀释定律及其与电化学性质的关联。
系统阐述弱电解质平衡,包含公式推导与实验验证。
中文权威教材,解析定律的适用条件及实例计算。
注:正文严格遵循学术规范,内容基于经典物理化学教材与公认理论,未引用不可靠网络来源以确保权威性。
奥斯特瓦尔德稀释定律(Ostwald's Dilution Law)是描述弱电解质溶液在稀释过程中电离度与浓度关系的定律,由德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德于19世纪末提出。以下是详细解释:
该定律表明,弱电解质(如弱酸、弱碱)的电离度(α)与其浓度的平方根成反比。即溶液越稀,电离度越大。其核心原理基于质量作用定律,揭示了稀释对电离平衡的影响。
对于一元弱酸或弱碱,稀释定律可表示为: $$ α = sqrt{frac{K}{C}} $$ 其中:
推导过程:
假设弱酸 ( HA ) 的初始浓度为 ( C ),电离度为 ( α ),则平衡时:
[
K_a = frac{α C}{1 - α}
]
当溶液极稀时(( α ll 1 )),分母 ( 1 - α ≈ 1 ),简化为:
[
K_a ≈ α C quad Rightarrow quad α = sqrt{frac{K_a}{C}}
]
(参考、7)
奥斯特瓦尔德首次将质量作用定律应用于弱电解质的电离平衡,推动了电化学理论发展,并为电离常数的测定提供了理论基础。
需注意:( C_1V_1 = C_2V_2 ) 是溶液稀释的通用公式(溶质物质的量守恒),并非奥斯特瓦尔德稀释定律的核心内容(、3、8可能混淆了概念)。
如需进一步了解电离平衡或公式推导细节,可参考化学热力学教材或相关文献。
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