Gesetz der Mehrfachproportionen
Sobald die Idee, dass Elemente in bestimmten Anteilen kombiniert werden, um Verbindungen zu bilden, etabliert wurde, begannen Experimente auch zu zeigen, dass die gleichen Paare bestimmter Elemente kombinieren können, um mehr als eine Verbindung zu bilden. Betrachten Sie die Elemente Kohlenstoff und Sauerstoff. Auf eine Weise kombiniert bilden sie die bekannte Verbindung Kohlendioxid. In jeder Kohlendioxidprobe ist \ (32,0 \: \ text {g} \) Sauerstoff für jeden \ (12,0 \: \text {g}\) Kohlenstoff vorhanden. Durch Division von \(32,0\) durch \(12,0\) ergibt sich ein Massenverhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff von 2,66 zu 1. Es gibt eine andere Verbindung, die sich aus der Kombination von Kohlenstoff und Sauerstoff bildet, die Kohlenmonoxid genannt wird. Jede Kohlenmonoxidprobe enthält \ (16,0 \: \ text {g}\) Sauerstoff für jeden \ (12,0 \: \text{g}\) Kohlenstoff. Dies 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 multiplen Proportionen: wann immer die gleichen zwei Elemente mehr als eine Verbindung bilden, sind die verschiedenen Massen eines Elements, die sich mit der gleichen Masse des anderen Elements verbinden, im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen.
In Kohlenmonoxid gibt es links \(1.333 \: \text{g}\) Sauerstoff für jeden \(1 \: \text{g}\) Kohlenstoff. In Kohlendioxid auf der rechten Seite gibt es \ (2.666 \: \ text {g}\) Sauerstoff für jedes Gramm Kohlenstoff. Das Sauerstoffverhältnis in den beiden Verbindungen beträgt also 1: 2, ein kleines ganzzahliges Verhältnis.
Der Unterschied zwischen Kohlenmonoxid und Kohlendioxid ist signifikant. Kohlenmonoxid ist ein tödliches Gas, das aus der unvollständigen Verbrennung einiger kohlenstoffhaltiger Materialien (wie Holz und Benzin) entsteht. Diese Verbindung bindet an Hämoglobin in den roten Blutkörperchen und blockiert die Bindung von Sauerstoff an diese Zellen. Wenn Sauerstoff nicht bindet, kann er nicht zu den Körperzellen transportiert werden, wo er benötigt wird, und der Tod kann eintreten. Kohlendioxid hingegen ist nicht so giftig wie Kohlenmonoxid. Es kann jedoch Sauerstoff in Systemen verdrängen, da es schwerer ist. Kohlendioxid-Feuerlöscher unterbrechen den Sauerstofffluss in einem Feuer und löschen das Feuer.