Lernziele
- Benennen Sie das Gesetz der multiplen Proportionen.
Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen einem Einrad und einem Fahrrad?
Aus den Worten selbst kann der scharfsinnige lateinisch sprechende Gelehrte erkennen, dass, woraus auch immer es besteht, das Einrad eines hat (uni = „eins“) und das Fahrrad zwei (bi = „zwei“).
Aus dem Bild erhalten wir zusätzliche Informationen, die uns helfen, die beiden zu unterscheiden. Das Einrad hat ein Rad und das Fahrrad hat zwei. Insbesondere bestehen sie aus denselben Materialien und der einzige signifikante Unterschied ist die Anzahl der Räder an den beiden Fahrzeugen. Wie viele Räder hat nun ein Dreirad?
Gesetz der multiplen Proportionen
Nachdem die Idee, dass sich Elemente in bestimmten Proportionen zu Verbindungen verbinden, etabliert war, begannen Experimente auch zu zeigen, dass die gleichen Paare bestimmter Elemente sich zu mehr als einer Verbindung verbinden können.
Betrachten wir die Elemente Kohlenstoff und Sauerstoff. Kombiniert man sie auf eine Weise, bilden sie die bekannte Verbindung Kohlendioxid. In jeder Probe Kohlendioxid sind 32,0 g Sauerstoff pro 12,0 g Kohlenstoff enthalten. Teilt man 32,0 durch 12,0, so ergibt sich ein Massenverhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von 2,66 zu 1. Es gibt eine weitere Verbindung, die sich aus der Kombination von Kohlenstoff und Sauerstoff bildet, das Kohlenmonoxid. Jede Probe Kohlenmonoxid enthält 16,0 g Sauerstoff für je 12,0 g Kohlenstoff. Das ist ein Massenverhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von 1,33 zu 1. Im Kohlendioxid ist genau doppelt so viel Sauerstoff vorhanden wie im Kohlenmonoxid.
Dieses Beispiel veranschaulicht das Gesetz der Mehrfachproportionen: Immer, wenn zwei gleiche Elemente mehr als eine Verbindung bilden, stehen die unterschiedlichen Massen des einen Elements, die sich mit der gleichen Masse des anderen Elements verbinden, im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen.
Abbildung 1. Kohlenstoff kann mit Sauerstoff zwei verschiedene Verbindungen bilden.
In Kohlenmonoxid, links, kommen auf 1 g Kohlenstoff 1,333 g Sauerstoff. Im Kohlendioxid auf der rechten Seite kommen auf ein Gramm Kohlenstoff 2,666 g Sauerstoff. Das Verhältnis des Sauerstoffs in den beiden Verbindungen ist also 1:2, ein kleines ganzzahliges Verhältnis.
Der Unterschied zwischen Kohlenmonoxid und Kohlendioxid ist erheblich. Kohlenmonoxid ist ein tödliches Gas, das bei der unvollständigen Verbrennung einiger kohlenstoffhaltiger Materialien (wie Holz und Benzin) entsteht. Diese Verbindung verbindet sich mit dem Hämoglobin in den roten Blutkörperchen und blockiert die Bindung von Sauerstoff an diese Zellen. Wenn der Sauerstoff nicht gebunden wird, kann er nicht zu den Körperzellen transportiert werden, wo er benötigt wird, und es kann zum Tod kommen. Kohlendioxid hingegen ist nicht giftig wie Kohlenmonoxid. Es kann jedoch den Sauerstoff in Systemen verdrängen, da es schwerer ist. Kohlendioxid-Feuerlöscher unterbrechen die Sauerstoffzufuhr in einem Feuer und löschen das Feuer.
Zusammenfassung
- Das Gesetz der multiplen Proportionen besagt, dass immer dann, wenn dieselben zwei Elemente mehr als eine Verbindung bilden, die unterschiedlichen Massen des einen Elements, die sich mit der gleichen Masse des anderen Elements verbinden, im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen stehen.
Praxis
Schauen Sie sich das Video unter dem unten stehenden Link an oder lesen Sie die Abschrift und beantworten Sie die folgenden Fragen:
http://www.brightstorm.com/science/chemistry/matter/law-of-definite-proportions-law-of-multiple-proportions/
- Wie ist das Verhältnis von Kohlenstoff zu Sauerstoff in Kohlenmonoxid?
- Wie ist das Kohlenstoff:Sauerstoff-Verhältnis in Kohlendioxid?
- Wie ist das Wasserstoff:Sauerstoff-Verhältnis in Wasser?
- Wie ist das Wasserstoff:Sauerstoff-Verhältnis in Wasserstoffperoxid?
Wiederholung
- Nenne das Gesetz der multiplen Proportionen.
- Wie viel Gramm Sauerstoff sind in Kohlendioxid vorhanden, wenn 24 Gramm Kohlenstoff vorhanden sind?
- Wie viel Gramm Kohlenstoff sind in Kohlenmonoxid vorhanden, das 2,66 Gramm Sauerstoff enthält?