Oswaldsches Verdünnungsgesetz

Hier können Sie das Oswaldsche Verdünnungsgesetz berechnen lassen. Geben Sie dazu unten die Protolysegrad der Säure sowie die Ausgangsstoffmengenkonzentration der Säure ein.

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Das Ostwaldsche Verdünnungsgesetz ist eine wichtige Formel in der Chemie. Sie behandelt die Entwicklung einer Säure oder Base von der Ausgangskonzentration ausgehend im Verlaufe fortwährender Verdünnung. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die Konzentration der Säure in diesem Fall sehr schwach sein muss, das heißt, Wasser ist in dem Mischungsverhältnis deutlich im Übergewicht. Das Ostwaldsche Verdünnungsgesetz beschreibt die Leitfähigkeit einer Säure, welche mit Wasser verdünnt ist, anhand des so genannten Dissoziationsgrades.

Der Dissoziationsgrad wird verwendet, um die Leitfähigkeit eines Stoffes experimentell zu ermitteln. Es handelt sich hierbei also um die elektrolytische Dissoziation, was nichts anderes bedeutet, als den reversiblen Zerfall einer Verbindung in Anioden und Katioden in einer in Wasser gelösten Base oder Säure. Der Dissoziationsgrad beschreibt hierbei das Verhältnis oder den Anteil von dissoziierten und undissoziierten Ionen der gleichen Sorte in einem Gemisch. Dieser ist abhängig von der Konzentration, also dem Anteil der Säure oder Base im Verhältnis zum Lösungsmittel Wasser. Je höher die Konzentration ist, desto größer ist der noch verbliebene Anteil an undissoziierten Teilen. Handelt es sich um einen festen Stoff, wie zum Beispiel Salze oder oder organische Moleküle, so kann deren Leitfähigkeit durch elekktrische Messungen (Konduktometrie) oder durch PH-Messung von wässrigen Lösungen ermittelt werden.

Wird zum Beispiel Natriumchlorid (Kochsalz) in Wasser aufgelöst, werden die positiven Natrium-Kationen von den negativen Chlor-Anioden abgespalten und liegen nunmehr einzeln und räumlich voneinander getrennt als Ionen mit elektrischer Ladung vor. Diese Lösung wird auch als Elektrolyt bezeichnet. Da bei Natriumchlorid eine fast vollständige Trennung also Dissoziation erfolgt, ist dieser Elektrolyt stark leitfähig. Essigessenz, also Essigsäure mit Wasser verdünnt ist dagegen ein schwacher Elektrolyt, da hier die Oxonium-Ionen und die Acetat-Anionen nicht vollständig dissoziiert sind. Um die Entwicklung der Leitfähigkeit bei zunehmender Verdünnung zu ermitteln, hilft das Ostwaldsche Verdünnungsgesetz. Hier liegt eine Formel zugrunde, die unter Berücksichtigung des Massenwirkungsgesetzes funktioniert und nachweist, daß auch schwache Elektrolyte vollständig dissoziiert werden können, wenn man sie nur lange genug verdünnt. Da dieser Umstand von Wilhelm Ostwald nachgewiesen wurde, hat man das Gesetz nach ihm benannt.

Berechnung

Um die Berechnung durchführen zu können, muss zunächst der Aufbau der Formel verstanden sein. Dazu bedarf es der Erklärung der verwendeten Variablen. Zunächst einmal haben wir die Dissaziationskonstante des jeweiligen Stoffes. Diese gibt an, wohin sich das Gleichgewicht nach einer Reaktion das chemische Gleichgewicht, also elektrische Ladung verlagert, bzw in welcher Form (dissoziiert oder undissoziiert) das Endprodukt nun vorliegt. Weiterhin benötigen wir zur Berechnung den Dissoziationsgrad, oder auch Protolysegrad der Lösung. Als letzte Konstante haben wir die Einwaagekonzentration, also das Mischungsverhältnis der Säure oder Base mit Wasser. Die Formel lautet nun Dissiziationsgrad mit sich selbst multipliziert durch 1 minus Dissoziationsgrad und dieses Ergebnis multipliziert mit der Einwaagekonzentration.

Benutzung des Online Rechners

Der Rechner nimmt uns den komplizierten Rechenweg ab. Man muss lediglich in die dafür vorgesehenen Felder die Werte für den Dissoziationsgrad (hier Protolysegrad genannt) und die Konzentration der Ausgangsstoffmenge der Säure in Mol/l-1 eingeben. Nach betätigen des Bottons „Berechnen“ wird das Ergebnis angezeigt. Die Maßeinheit, in welcher der Wert angegeben wird, ist mol / l also Mol pro Liter. Das Ergebnis kann auch ausgedruckt werden.

Verwendung in der Praxis

Das Ostwaldsche Gesetz ist Teil der Elektrochemie. Als Ergebnis des Massenwirkungsgesetzes ist es maßgeblich bei der Entwicklung der Leiter und Halbleitertechnik, aber auch ganz allgemein bei der Herstellung von chemischen Substanzen. Heute kennen wir die Anwendung des Ostwaldschen Gesetzes und des Massenwirkungsgesetzes in der Galvanotechnik, aber auch bei Batterien, Akkumulatoren und Brennsctoffzellen. Das Wissen um die Leitfähigkeit eines Stoffes, sowie die Entwicklung derselbigen bei Verdünnung kann auch hilfreich sein bei chemischen Analysen diverser Stoffe auf ganz bestimmte Eigenschaften. Als Beispiele aus dem Alltag sei die Autobatterie genannt, deren Säureinhalt das klassische Beispiel der Nutzung des Wissens um das Wechselspiel zwischen Konzentration, Dissoziationsgrad und der Dissoziationskonstante bestimmter Säuren.