Dalton-Gesetz der Partialdrücke

In einem idealen Gasgemisch ist der Partialdruck p_i der Anteil x_i mal Gesamtdruck: p_i=x_i·p_gesamt. Der Stoffmengenanteil ist x_i=n_i/n_gesamt. Hat Sauerstoff in einem Gasgemisch den Anteil 0,21 und der Gesamtdruck ist 100 kPa, beträgt sein Partialdruck 21 kPa. Addiere alle Partialdrücke; ihre Summe muss den Gesamtdruck ergeben. Das Gesetz bezieht sich auf Gase im selben Volumen und bei derselben Temperatur und ist eine Näherung für reale Gemische. Prüfe, ob das Gemisch trocken oder feucht ist, und ob alle Komponenten denselben verfügbaren Raum einnehmen. Bei hohen Drücken kann ein ideales Partialdruckmodell die reale Wechselwirkung nicht mehr genau beschreiben.

Der Gesamtdruck ist die Summe der Beiträge aller Gaskomponenten. Der Partialdruck eines Gases entspricht in einem idealen Gemisch dem Druck, den es bei gleicher Temperatur allein im verfügbaren Volumen ausüben würde. Er ist daher ein rechnerischer Anteil und kein separater Behälterdruck. Für trockene Luft nahe Meereshöhe beträgt p_O₂ ungefähr 0,21·101 kPa, also rund 21 kPa. Für Löslichkeit, Reaktionsgleichgewichte und Gastransport kann genau dieser Komponentenpartialdruck entscheidend sein. Prüfe, ob das Gemisch trocken oder feucht ist, und ob alle Komponenten denselben verfügbaren Raum einnehmen. Bei hohen Drücken kann ein ideales Partialdruckmodell die reale Wechselwirkung nicht mehr genau beschreiben.

Für ideale Gasgemische gilt p_i/p_gesamt=x_i=n_i/n_gesamt. Die Gleichung erlaubt es, aus einer bekannten Mischung den Komponentenpartialdruck zu bestimmen oder aus Partialdrücken die Zusammensetzung abzuleiten. Beispiel: p_A=30 kPa und p_B=70 kPa ergeben p_gesamt=100 kPa und x_A=0,30. Prüfe, dass die Anteile zu eins summieren und die Drücke zum Gesamtdruck. Für nichtideale Gemische kann der reale chemische Effekt besser über Fugazitäten beschrieben werden. Prüfe, ob das Gemisch trocken oder feucht ist, und ob alle Komponenten denselben verfügbaren Raum einnehmen. Bei hohen Drücken kann ein ideales Partialdruckmodell die reale Wechselwirkung nicht mehr genau beschreiben.

Ja. Das aufgefangene Gas enthält gewöhnlich auch Wasserdampf. Der gemessene Gesamtdruck setzt sich dann aus dem Partialdruck des trockenen Gases und dem Wasserdampfpartialdruck zusammen. Daher gilt p_gas=p_gesamt−p_H₂O bei bekannter Temperatur, denn der Dampfdruck von Wasser temperaturabhängig ist. Erst danach sollte das ideale Gasgesetz oder ein Stoffmengenanteil angewendet werden. Wer den gesamten Druck dem trockenen Gas zuschreibt, überschätzt dessen Stoffmenge. Achte darauf, ob die Messung als trocken oder feucht angegeben ist. Prüfe, ob das Gemisch trocken oder feucht ist, und ob alle Komponenten denselben verfügbaren Raum einnehmen. Bei hohen Drücken kann ein ideales Partialdruckmodell die reale Wechselwirkung nicht mehr genau beschreiben.

Daltons Summenregel ist exakt für das Modell idealer Gase. Bei hohen Drücken oder nahe einer Kondensation können zwischenmolekulare Kräfte und Eigenvolumina wichtig werden. Dann stimmen Partialdruck und tatsächliche thermodynamische Triebkraft nicht mehr einfach überein; Fugazität korrigiert den Druck in chemischen Potentialen. Für viele Schul- und Laborrechnungen bei moderaten Bedingungen ist Dalton dennoch eine gute Näherung. Beschreibe die Annahme als ideal, wenn Genauigkeit oder extreme Bedingungen relevant sind. Prüfe, ob das Gemisch trocken oder feucht ist, und ob alle Komponenten denselben verfügbaren Raum einnehmen. Bei hohen Drücken kann ein ideales Partialdruckmodell die reale Wechselwirkung nicht mehr genau beschreiben.