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Das Gesetz der konstanten Zusammensetzung gilt für reine Verbindungen. Die Zusammensetzung eines Gemischs wie Zuckerwasser ändert sich mit der Menge an Zucker oder Wasser. Reines Wasser enthält Wasserstoff und Sauerstoff immer im selben Massenverhältnis. Eine chemische Substanz besitzt eine konstante Zusammensetzung und charakteristische Eigenschaften.
Die Formel für Wasser lautet . Das bedeutet, dass jedes Wassermolekül Wasserstoffatome und Sauerstoffatom enthält. Unter Verwendung der einfachen relativen Atommassen und beträgt das Wasserstoff-Sauerstoff-Massenverhältnis in Wasser:
Auch bei unterschiedlichen Wassermengen bleibt das Massenverhältnis des tatsächlich gebundenen Wasserstoffs zum Sauerstoff mit den oben verwendeten gerundeten Werten . Wasser hat die Formel . Die verkürzten Standardatomgewichte für sind und . Das Einsetzen dieser beiden Atomgewichte ergibt die folgende molare Masse:
Verändere im Modell die Ausgangsmassen. Je nach Mischung bleibt Wasserstoff oder Sauerstoff übrig. Der Wasserstoff und der Sauerstoff, die Wasser bilden, reagieren immer im Massenverhältnis .
Das Modell zählt die Masse jedes Elements. Die folgende Gleichung zeigt, wie die Moleküle reagieren. Die Bezeichnungen und stehen für die jeweils gezählten Elementmassen. In der ausgeglichenen Bildungsgleichung werden elementarer Wasserstoff und Sauerstoff als und geschrieben:
Im Fall mit Wasserstoffüberschuss benötigen Sauerstoff Wasserstoff im Massenverhältnis . Berechne zuerst den reagierenden Anteil, dann den Rest:
Die folgenden zwei Versuche prüfen das Gesetz der konstanten Zusammensetzung an Calciumoxid. Calciumoxid besitzt die Verhältnisformel . Die CIAAW-Werte und ergeben , gerundet .
Angenommen, zwei Experimente liefern die folgenden Daten.
| Versuch | Masse von | Masse von | Masse von | Verhältnis |
|---|---|---|---|---|
Die Calciummasse ergibt sich aus der Masse der Verbindung minus der Sauerstoffmasse.
In den beiden Versuchen entstehen unterschiedliche Verbindungsmassen. Beide haben dasselbe Massenverhältnis von Calcium zu Sauerstoff, nämlich . Dieses gemeinsame Verhältnis entspricht dem Gesetz der konstanten Zusammensetzung.
Eisen(III)-oxid besitzt die Verhältnisformel .
Unter Verwendung von und beträgt das Massenverhältnis von Eisen zu Sauerstoff:
Wenn die Masse von ist, sind die gesamten Verhältnisteile .
Damit enthalten Eisen(III)-oxid gebundenes Eisen und gebundenen Sauerstoff.
Das Gesetz der multiplen Proportionen beschreibt Fälle, in denen dieselben zwei Elemente mehr als eine Verbindung bilden.
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Sämtlicher Wasserstoff und Sauerstoff kann reagieren, weil die Ausgangsmassen bereits dem Verhältnis entsprechen.
