Was ist Daltons Gesetz?
Das Daltonsche Gesetz ist ein Prinzip, das in der Chemie verwendet wird, um die Konzentration gemischter Gase in Bezug auf den Druck vorherzusagen. Es ist auch als Daltons Partialdruckgesetz bekannt und besagt, dass die Summe des ausgeübten Drucks des gesamten Gasgemisches gleich der Summe aller im Gemisch herrschenden Drücke ist. Daltons Gesetz, das im frühen 19. Jahrhundert von John Dalton, einem englischen Chemiker und Physiker, eingeführt wurde, gilt für ideale Gase als absolutes empirisches Gesetz und nicht für reale Gase. Der Grund dafür sind die elastischen Eigenschaften der daran beteiligten Moleküle sowie das geringe Partikelvolumen. Die Fehlerquote bei der Anwendung auf reale Gase wird jedoch in den meisten Fällen als minimal angesehen.
Mathematisch kann das Daltonsche Gesetz ausgedrückt werden als P (1) + P (2) +… P (n), wobei P = Druck. Wie das Gesetz feststellt, ist der kombinierte Druck jeder Gaskomponente in der Mischung gleich dem Gesamtdruck jedes Gases in der gesamten Mischung. Das Maß zur Darstellung des Drucks wird in Kilopascal-Einheiten ausgedrückt und als kPa angegeben.
Fast jeder hat dieses Phänomen irgendwann aus erster Hand beobachtet, unabhängig davon, ob er formell mit Daltons Gesetz vertraut ist oder nicht. Man könnte sich sogar an das klassische wissenschaftliche Experiment aus ihrer Schulzeit erinnern, bei dem Wasser aus einer Glasflasche verdrängt wurde, während es unter einem mit Wasser gefüllten Trog aufbewahrt wurde. Die gelernte Lektion war, dass die Flasche, obwohl sie leer war, eigentlich überhaupt nicht leer gelassen wurde. Stattdessen füllte es sich mit unsichtbarem Gas, als das Wasser verdrängt wurde. Der gleiche Effekt ist zu beobachten, wenn Sie etwas so Alltägliches tun, wie ein Glas in einem Spülbecken mit Wasser zu spülen oder einem kleinen Kind beim Spielen mit einem Plastikbecher in der Badewanne zuzusehen.
In dem obigen Szenario ist es möglich, die Menge an Druck zu bestimmen, die von dem in der Flasche eingefangenen unsichtbaren Gas, nämlich Wasserstoff, ausgeübt wird. Dies geschieht anhand einer Tabelle, in der der Wasserdampfdruck bei unterschiedlichen Temperaturen angegeben ist, da in der Gleichung eine bestimmte Menge Wasserdampf berücksichtigt werden muss. Die Berechnung wäre die Gesamtdruckmenge abzüglich des Wasserdampfdrucks. Das Ergebnis würde dem Druck des Wasserstoffgases entsprechen.
Das Daltonsche Gesetz erfüllt zwar hauptsächlich einen Zweck im Labor, kann aber auch im wirklichen Leben angewendet werden. Zum Beispiel geht es Tauchern darum zu wissen, wie Luft und Stickstoff bei unterschiedlichen Drücken in unterschiedlichen Wassertiefen beeinflusst werden. Es wird auch verwendet, um die Konzentration bestimmter Gase in der Atmosphäre zu bestimmen.