Gesetz der konstanten Zusammensetzung

13.3 Gesetz der konstanten Zusammensetzung (ESADW)

In einer gegebenen chemischen Verbindung verbinden sich die Elemente immer im gleichen Verhältnis miteinander. Dies ist das Gesetz der konstanten Zusammensetzung.

Das Gesetz der konstanten Zusammensetzung besagt, dass in einer bestimmten chemischen Verbindung alle Proben dieser Verbindung aus den gleichen Elementen im gleichen Verhältnis bestehen. Zum Beispiel besteht jedes Wassermolekül immer aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom in einem $2:1$-Verhältnis. Wenn wir die relativen Massen von Sauerstoff und Wasserstoff in einem Wassermolekül betrachten, sehen wir, dass $\text{94}\%$ der Masse eines Wassermoleküls auf Sauerstoff entfällt und die verbleibende $\text{6}\%$ die Masse von Wasserstoff ist. Dieses Massenverhältnis ist für jedes Wassermolekül gleich.

Das bedeutet nicht, dass sich Wasserstoff und Sauerstoff immer in einem $2:1$-Verhältnis zu $\text{2}\text{O}$ verbinden. Es sind mehrere Verhältnisse möglich. Zum Beispiel können sich Wasserstoff und Sauerstoff in unterschiedlichen Verhältnissen verbinden, um $\text{H}_{2}\text{O}_{2}$ statt $\text{H}_{2}\text{O}$ zu bilden. In $\text{H}_{2}\text{O}_{2}$ ist das $\text{H}:\text{O}$-Verhältnis $1:1$ und das Massenverhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff ist $1:16$. Dies wird für jedes Molekül Wasserstoffperoxid gleich sein.

Ziel

Untersuchen Sie das Verhältnis, in dem sich Verbindungen verbinden.

Apparatur

(\text{0,1}\) $\text{mol-dm$^{-3}$}$ Silbernitrat ($\text{AgNO}_{3}$)
(\text{0,1}\) $\text{mol-dm$^{-3}$}$ Natriumchlorid ($\text{NaCl}$)
(\text{0,1}\) $\text{mol-dm$^{-3}$}$ Bleinitrat ($\text{PbNO}_{3}$)
(\text{0,1}\) $\text{mol-dm$^{-3}$}$ Natriumiodid ($\text{NaI}$)
(\text{0,1}\) $\text{mol-dm$^{-3}$}$ Eisen(III)-chlorid ($\text{FeCl}_{3}$)
(\text{0,1}\) $\text{mol-dm$^{-3}$}$ Natriumhydroxid ($\text{NaOH}$)
9 große Reagenzgläser
3 Propetten

Methode

Vorgang 1: Bereiten Sie drei Reagenzgläser mit jeweils $\text{5}$ $\text{mL}$, $\text{10}$ $\text{mL}$ und $\text{15}$ $\text{mL}$ von Silbernitrat vor. Geben Sie mit einer sauberen Propette jeweils $\text{5}$ $\text{mL}$ Natriumchlorid hinzu und beobachten Sie, was passiert.

Aktion 2: Bereite drei Reagenzgläser mit jeweils $\text{5}$ $\text{mL}$, $\text{10}$ $\text{mL}$ und $\text{15}$ $\text{mL}$ Bleinitrat vor. Geben Sie mit einer sauberen Propette jeweils $\text{5}$ $\text{mL}$ Natriumiodid hinzu und beobachten Sie, was passiert. Schreibe eine Gleichung für diese Reaktion.

Reaktion 3: Bereite drei Reagenzgläser mit jeweils $\text{5}$ $\text{mL}$, $\text{10}$ $\text{mL}$ und $\text{15}$ $\text{mL}$ Natriumhydroxid vor. Geben Sie jeweils $\text{5}$ $\text{mL}$ Eisen(III)-chlorid hinzu und beobachten Sie, was passiert.

Diskussion und Schlussfolgerung

Unabhängig von der Menge der hinzugefügten Reaktanten entstehen die gleichen Produkte mit der gleichen Zusammensetzung (d.h. der bei den Reaktionen beobachtete Niederschlag). Wenn die Reaktanten jedoch nicht in den richtigen Verhältnissen zugegeben werden, gibt es nicht umgesetzte Reaktanten, die zusammen mit den gebildeten Produkten in der Endlösung verbleiben.

Volumenbeziehungen bei Gasen (ESADX)

Bei einer chemischen Reaktion zwischen Gasen stehen die relativen Volumina der Gase in der Reaktion in einem Verhältnis kleiner ganzer Zahlen, wenn alle Gase die gleiche Temperatur und den gleichen Druck haben. Diese Beziehung ist auch als Gay-Lussac-Gesetz bekannt.

Beispielsweise reagieren bei der Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff zur Bildung von Wasser zwei Volumina $\text{H}_{2}$ mit 1 Volumen $\text{O}_{2}$ zu 2 Volumen $\text{H}_{2}\text{O}$.

Bei der Reaktion zur Herstellung von Ammoniak reagiert ein Volumen Stickstoffgas mit drei Volumen Wasserstoffgas zu zwei Volumen Ammoniakgas.

Mathematik

13.3 Gesetz der konstanten Zusammensetzung (ESADW)