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Konstante Atomverhältnisse

Mischt man zu viel Schwefel unter das Eisen, bleibt er einfach übrig — die Verbindung nimmt nur so viel, wie sie braucht.

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Verbindungen haben eine feste Zusammensetzung

Erhitzt man Eisen und Schwefel, entsteht Eisensulfid. Egal wie man mischt: Es reagieren immer 7 g Eisen mit 4 g Schwefel.

  • Massenverhältnis:\(m(\text{Eisen}) : m(\text{Schwefel}) = 7 : 4\) — bei jeder Portion Eisensulfid.
  • Überschuss:Ist von einem Stoff zu viel da, bleibt der Rest unverändert übrig.
  • Gesetz der konstanten Proportionen:In einer Verbindung stehen die Massen der Elemente in einem festen Verhältnis (Proust, 1797).

Stelle ein, wie viele Metall- und Schwefelatome im Gemisch sind, und starte die Reaktion mit ▶. Wiederhole mit anderen Anzahlen und mit Kupfer statt Eisen.

Eisen trifft Schwefel

Halte fest: Die Atome verbinden sich immer im selben Anzahlverhältnis. Was darüber hinausgeht, bleibt als Überschuss übrig.

Merke

Gesetz der konstanten Proportionen: In einer Verbindung stehen die Massen der Elemente in einem festen Verhältnis.

\(m(\text{Eisen}) : m(\text{Schwefel}) = 7 : 4\)

Überschuss: Ist von einem Stoff mehr da als nötig, bleibt der Rest unverändert übrig.

Atome: Die Atome verbinden sich immer im selben Anzahlverhältnis.

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Dahinter steckt das Atomanzahlverhältnis

Dalton erklärte das Gesetz mit Atomen: In der Verbindung stehen die Atome in einem festen Anzahlverhältnis.

Herleitung:

\(N(\text{Fe}) : N(\text{S}) = 1 : 1\)
Ansatz
In Eisensulfid kommt auf jedes Eisenatom ein Schwefelatom.
\(m(\text{Fe}) : m(\text{S}) = 56\ \text{u} : 32\ \text{u}\)
· Atommasse
Jede Atomanzahl mit der Masse eines Atoms malnehmen.
\(m(\text{Fe}) : m(\text{S}) = 7 : 4\)
Ergebnis
Durch 8 teilen — genau das gemessene Massenverhältnis.
  • Kupfersulfid:zwei Kupferatome auf ein Schwefelatom — anderes, aber ebenso festes Verhältnis.
Merke

Konstantes Atomanzahlverhältnis: In einer Verbindung ist das Anzahlverhältnis der Atome fest — deshalb ist auch das Massenverhältnis konstant.

Erklärung: Dalton erklärte das Gesetz der konstanten Proportionen mit Atomen.

Beispiele: Eisensulfid: \(m(\text{Fe}) : m(\text{S}) = 7 : 4\). Kupfersulfid: zwei Kupferatome auf ein Schwefelatom, ebenfalls ein festes Verhältnis.

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Allgemeine Hinweise

Überschuss ist kein Produkt

Übrig gebliebenes Eisen gehört nicht zum Eisensulfid. Ein Magnet zieht es nach der Reaktion heraus.

Verhältnis kürzen

56 : 32 und 7 : 4 sind dasselbe Verhältnis — wie beim Bruchrechnen.

Massen- ≠ Anzahlverhältnis

Eisensulfid hat das Atomanzahlverhältnis 1 : 1, aber das Massenverhältnis 7 : 4 — weil Eisenatome schwerer sind.

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