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Gesetz von Dalton

6. September 2026 Tauchbuddy Kommentare deaktiviert für Gesetz von Dalton
Split-Level-Aufnahme: über der Wasserlinie die Luft, darunter die nach unten dunkler werdende Wassersäule.
Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Das Gesetz von Dalton besagt, dass sich der Gesamtdruck eines Gasgemischs aus der Summe der Partialdrücke seiner Bestandteile zusammensetzt: Jedes Gas übt den Druck aus, den es allein im selben Volumen ausüben würde. Für Taucher folgt daraus der wichtigste Satz der Atemgaslehre — wirksam ist nicht der Prozentanteil eines Gases, sondern sein Partialdruck.

Die Aussage und die Formel

John Dalton beobachtete den Zusammenhang 1801 und veröffentlichte ihn 1802 in den Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester. In einem Gemisch nicht miteinander reagierender Gase ist der Gesamtdruck gleich der Summe der Partialdrücke der einzelnen Gase:

pgesamt = p1 + p2 + … + pn

Umgekehrt ergibt sich jeder Teildruck aus dem Anteil des Gases am Gemisch und dem Gesamtdruck:

pGas = fGas · pgesamt

Luft besteht rund zu 21 Prozent aus Sauerstoff und zu 78 Prozent aus Stickstoff, der Rest sind Edelgase und Kohlendioxid. An der Oberfläche, bei einem bar Gesamtdruck, trägt der Sauerstoff also 0,21 bar und der Stickstoff 0,78 bar.

Was in der Tiefe passiert

Der Anteil ändert sich beim Abtauchen nicht — der Gesamtdruck schon. Damit steigen alle Teildrücke im gleichen Verhältnis mit. Taucherpedia rechnet das für 20 m Tiefe vor, also für drei bar Gesamtdruck: Der Sauerstoffpartialdruck liegt dort bei 0,63 bar, der Stickstoffpartialdruck bei 2,34 bar.

Der Taucher atmet in 20 m also immer noch „21 Prozent Sauerstoff“ — physiologisch aber das Dreifache dessen, was er an der Oberfläche einatmet. aqua med formuliert das in seinem Refresher so: Der Teil- beziehungsweise Partialdruck eines Gases bestimmt dessen physiologische, physikalische und chemische Wirkung im menschlichen Organismus, nicht der prozentuale Anteil.

Die drei Grenzen, die daraus folgen

Sauerstoff nach oben

Steigt der Sauerstoffpartialdruck zu hoch, droht die Sauerstoffvergiftung des Zentralnervensystems — im Wasser vor allem als Sauerstoffkrampf. CMAS nennt als Grenzen für das Bodengemisch maximal 1,4 bar und für Nitrox- oder Sauerstoffstopps in der Dekompression maximal 1,6 bar. DAN beschreibt dieselbe Staffelung als Ampel: bis 1,4 ata grün, zwischen 1,4 und 1,6 ata gelb, oberhalb von 1,6 ata rot — dort sollen Sporttaucher nicht hin.

DAN weist zugleich darauf hin, dass Sauerstofftoxizität unberechenbar ist und Taucher schon in geringen Tiefen Krampfanfälle erlitten haben, in denen die meisten Fachleute keine erwartet hätten. Ein Grenzwert ist eine Planungsgröße, keine Garantie.

Sauerstoff nach unten

Der umgekehrte Fall betrifft vor allem hypoxische Gemische im technischen Tauchen: Sinkt der Sauerstoffpartialdruck zu weit ab, reicht er zur Versorgung nicht mehr aus. Das Lehrbuch für Forschungstaucher nennt einen Mangelbereich unterhalb von 0,16 bar; SSI führt denselben Wert als „Grenzwert der Hypoxie“. Ein hypoxisches Trimix, das in 60 m trägt, kann an der Oberfläche bewusstlos machen — genau deshalb wird es nicht von der Oberfläche weg geatmet.

Stickstoff

Mit dem Stickstoffpartialdruck wächst die narkotische Wirkung. aqua med nennt erste Symptome üblicherweise ab 30 m. CMAS formuliert es ohne Schwelle: Die Narkose sei beim Lufttauchen von 35 bis 60 m fortschreitend, ohne Schwelleneffekt, und jenseits von 60 m systematisch. Zusätzlich nennt CMAS eine Gasdichtegrenze von 9 g/l, was bei Luft ebenfalls rund 60 m entspricht, und leitet daraus eine physiologische Grenze des Lufttauchens zwischen 57 und 60 m ab.

Warum Nitrox flacher taucht als Luft

Wird der Sauerstoffanteil erhöht, wird der Grenzwert von 1,4 bar früher erreicht. Aus dem Gesetz von Dalton folgt direkt die maximale Einsatztiefe:

Gemisch Absolutdruck bei 1,4 bar ppO₂ rechnerische Tiefe maximale Einsatztiefe
Luft (21 %) 6,67 bar 56,7 m 56 m
EAN32 4,38 bar 33,7 m 33 m
EAN36 3,89 bar 28,9 m 28 m

Bei der maximalen Einsatztiefe wird abgerundet, nie aufgerundet. Das ist keine Rechenkonvention, sondern eine Sicherheitsregel, und sie gehört in jeden Nitroxkurs. Der Grenzwert ist eine Obergrenze, kein Zielwert: Wer 33,7 auf 34 aufrundet, plant den Tauchgang jenseits der Grenze. Auf 34 m hat ein EAN32 bereits 1,41 bar, auf 57 m hat Luft ebenfalls 1,41 bar. SSI hält für die eigenen Tabellen ausdrücklich fest, dass die Tiefenangaben „auf den nächst niedrigeren, ganzen Zahlenwert abgerundet“ sind.

Genau daran erkennt man auch, warum veröffentlichte Tabellen leicht auseinandergehen: SSI und Taucherpedia führen 56 / 33 / 28 m, CMAS nennt für Luft bei 1,4 bar 57 m, PADI für EANx32 34 m beziehungsweise 112 ft. Wer plant, nimmt den kleineren Wert. aqua med bezeichnet die 1,4 bar als den konservativen und die 1,6 bar als den liberalen Grenzwert.

Der Gewinn von Nitrox liegt entsprechend nicht in der Tiefe, sondern auf der anderen Seite der Rechnung: Weniger Stickstoff bedeutet einen niedrigeren Stickstoffpartialdruck und damit längere Nullzeiten.

Welcher Grenzwert bei welchem Verband gilt

Die Zahlen 1,4 bar und 1,6 bar sind über die Verbände hinweg der gemeinsame Nenner; sie werden nur unterschiedlich hergeleitet und unterschiedlich streng formuliert. SSI bezeichnet 1,40 bar im Nitrox-Schulungsbuch als „empfohlener Grenzwert für Sporttaucher“ und 1,60 bar als „maximaler Grenzwert für Sporttaucher“. CMAS ordnet dieselben Werte nach Tauchgangsphase zu: 1,4 bar für das Bodengemisch, 1,6 bar für Stopps in der Dekompression. Darüber steht als gemeinsame harte Obergrenze die internationale Norm ISO 11107, gegen die die Nitroxprogramme der Freizeitverbände zertifiziert sind — sie schreibt für Freiwassertauchgänge in der EAN-Ausbildung vor: „the maximum PO2 shall not exceed 160 kPa (1,6 bar)“. Die vollständige Übersicht mit den Fundstellen von CMAS, SSI, PADI, TDI und DAN steht im Eintrag Partialdruck.

Wo das Gesetz an seine Grenzen kommt

Dalton gilt streng für ideale Gase. Reale Gase folgen ihm nicht exakt, und die Abweichung wächst mit dem Druck, weil das Eigenvolumen der Moleküle und die zwischenmolekularen Kräfte an Gewicht gewinnen. Für Atemgase im Sporttauchbereich ist die Abweichung ohne praktische Bedeutung; beim Mischen unter Flaschendruck ist sie es nicht mehr.

Und Dalton allein sagt noch nichts darüber, was das Gas im Körper anrichtet. Er liefert nur den Druck. Wie viel davon sich im Gewebe löst, beantwortet das Gesetz von Henry; wie das eingeschlossene Volumen reagiert, das Gesetz von Boyle-Mariotte. Und ob eine Belastung schädlich wird, hängt außerdem an der Zeit — dafür stehen die CNS-Uhr und die OTU.

Warum sagt man, Nitrox sei kein Tiefengas?
Weil der erhöhte Sauerstoffanteil den Grenzwert für den Sauerstoffpartialdruck früher erreichen lässt. EAN36 stößt bei 1,4 bar schon bei 28 m an seine maximale Einsatztiefe, Luft erst bei 56 m. Nitrox verlängert die Nullzeit, es verlängert nicht die Tiefe.
Ist der Prozentwert auf dem Flaschenaufkleber dann wertlos?
Nein — er ist die eine Hälfte der Rechnung. Der Anteil ist konstant, der Gesamtdruck ändert sich mit der Tiefe, und erst beides zusammen ergibt den Partialdruck. Der Aufkleber sagt, womit man rechnet; die Tiefe sagt, was dabei herauskommt.
Gilt Daltons Gesetz auch für den Wasserdampf in der Atemluft?
Ja, Wasserdampf trägt seinen eigenen Partialdruck zum Gesamtdruck bei. In der Tauchpraxis wird er bei der Planung von Atemgasen üblicherweise vernachlässigt, weil sein Beitrag gegenüber den Drücken in der Tiefe klein ist; in der Atemphysiologie, etwa bei der Berechnung des Sauerstoffpartialdrucks in der Alveole, wird er dagegen ausdrücklich berücksichtigt.

Quellen