Aussage für ein ideales Gemisch nicht reagierender Gase, dass der Gesamtdruck der Summe der Partialdrücke der Einzelkomponenten entspricht, wobei der Partialdruck einer Komponente der Druck wäre, den sie allein bei gleicher Temperatur und gleichem Volumen ausüben würde.

Prinzip

Unabhängige Beiträge zum Gesamtdruck: In der idealen Näherung verhält sich jede Spezies unabhängig und trägt einen Druck proportional zu ihrem Molbruch bei, so dass P_total = Σ P_i = (Σ n_i)RT/V bzw. P_i = x_i P_total gilt.

Demonstration

Beim Auffangen von Gas über Wasser und Messung des Gesamtdrucks wird der bekannte Dampfdruck des Wassers subtrahiert, um den Partialdruck des gesammelten Gases zu ermitteln; in der Luft auf Meeresspiegelhöhe beträgt der Sauerstoffpartialdruck etwa 0,21·P_total.

Fehlanwendung

Einfache Additivität der Partialdrücke auf reaktive oder stark wechselwirkende Gemische anwenden, in denen Spezies assoziieren, dissoziieren, adsorbieren oder wo nichtideale Fugazitätskorrekturen erforderlich sind; annehmen, Volumenbrüche entsprächen Molbrüchen in kompressiblen, nichtidealen Bereichen.

Konsequenz

Ermöglicht die Zerlegung eines gemessenen Gesamtdrucks in Komponentenbeiträge, die Bestimmung der Zusammensetzung aus Druckmessungen, die Berechnung von Gleichgewichtskonstanten für Reaktionen in der Gasphase unter idealen Annahmen und praktische Anwendungen in Atmung und Gasversorgung.

Umkehrung

Die konzeptionelle Umkehr besteht darin, additive Partialdrücke durch nichtadditive effektive Drücke (Fugazitäten) in nichtidealen Gemischen zu ersetzen; das Fehlen von Additivität weist auf Wechselwirkungen oder Reaktionen hin, die einfache molbruchbasierte Skalen ungültig machen.

Abgrenzung

Gilt für Gemische idealer, nicht reagierender Gase im klassischen Bereich; bricht zusammen, wenn chemische Reaktionen die Zusammensetzung ändern, bei signifikanten intermolekularen Wechselwirkungen, bei hohem Druck oder nahe Kondensation sowie bei Oberflächenadsorption, die effektive Konzentrationen verändert.

Semantische Spannung

Spannung zwischen dem intuitiven additiven Bild unabhängiger Gasdrücke und der thermodynamisch korrekten Behandlung mit Fugazität und Aktivität in nichtidealen oder reaktiven Systemen; auch zwischen dem Begriff des Partialdrucks und Daltons historischen Messpraktiken.

Synthese

Daltons Gesetz besagt, dass für ein ideales nicht reagierendes Gasgemisch der Gesamtdruck die Summe der Partialdrücke ist, weil jede Spezies unabhängig proportional zu ihrem Molbruch beiträgt; Abweichungen deuten auf Wechselwirkung, Phasenübergang oder Reaktion hin.