Gesetz der multiplen Proportionen

Das Gesetz der multiplen Proportionen besagt: Wenn zwei Elemente verschiedene chemische Verbindungen bilden können, stehen die Massen des einen Elements, die sich mit einer gleichbleibenden Masse des anderen Elements verbinden, zueinander im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen. John Dalton formulierte das Gesetz 1808, auf dem Gesetz der konstanten Proportionen aufbauend. Es stützte Daltons zu seiner Zeit sehr umstrittene Atomhypothese.

Beispiele

Schwefeloxide

Lässt man unter bestimmten Bedingungen Schwefel mit Sauerstoff reagieren, braucht man für 32 Gramm Schwefel (aufgrund der Molmasse von 32 g/Mol entsprechend 1 Mol) auch 32 Gramm Sauerstoff (aufgrund der Molmasse von 16 g/Mol entsprechend 2 Mol), damit beide ohne einen verbleibenden Überschuss eines der Reaktionspartner vollständig miteinander reagieren. Um eine andere mögliche Verbindung von Schwefel und Sauerstoff herzustellen, braucht man für 32 Gramm Schwefel 48 Gramm Sauerstoff. Die Massen des Sauerstoffs, die in den beiden Fällen mit je 32 Gramm Schwefel reagieren, verhalten sich wie 32:48 oder gekürzt wie 2:3, während das stöchiometrische Verhältnis bei der zweiten Reaktion 1:3 beträgt. Bei der ersten Verbindung handelt es sich um Schwefeldioxid SO₂, bei der zweiten Verbindung um Schwefeltrioxid SO₃.

Diese Beobachtung ließ sich mit Daltons Atomhypothese leicht erklären, gemäß welcher chemische Elemente aus jeweils untereinander gleichen Atomen bestehen, während chemische Verbindungen die Kombination der Atome zweier oder mehrerer Elemente in bestimmten Zahlenverhältnissen sind. Offenbar enthält die zweite genannte Verbindung anderthalb mal soviele Sauerstoffatome wie die erste, so dass sich allein aus der beschriebenen Beobachtung die rechnerisch möglichen Formeln für die entstandenen Verbindungen auf

S_xO₂ und S_xO₃ oder
S_xO₄ und S_xO₆
und so weiter

eingrenzen lassen.

Wasserstoffoxide

Um in einer chemischen Reaktion Wasser herzustellen, braucht man für je 16 Gramm Sauerstoff zwei Gramm Wasserstoff. Bei der Herstellung einer anderen Substanz stellt man fest, dass für je 16 Gramm Sauerstoff ein Gramm Wasserstoff benötigt wird. Setzt man die Formel H₂O für Wasser als bekannt voraus, grenzt allein diese Information die möglichen Formeln für die unbekannte Substanz auf HO oder H₂O₂ ein. Eine nähere Untersuchung zeigt, dass es sich um Wasserstoffperoxid mit der Formel H₂O₂ handelt.

Stickoxide

In den fünf Stickoxiden N₂O, NO, N₂O₃, NO₂ und N₂O₅ kommen auf jeweils 28 Gramm Stickstoff (N₂) die Sauerstoffmassen 16, 32, 48, 64 und 80 Gramm. Diese Sauerstoffmassen stehen im Verhältnis 16:32:48:64:80 oder gekürzt 1:2:3:4:5.

Siehe auch

Massenerhaltungssatz (1. Grundgesetz der Chemie)
Gesetz der konstanten Proportionen (2. Grundgesetz der Chemie)

Basierend auf einem Artikel in:

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