Das Gesetz der multiplen Proportionen gilt, wenn die gleichen zwei Elementemehr als eine Verbindung bilden. Halte zuerst die Masse eines Elements konstant und vergleiche dann die zugehörigen Massen des anderen Elements. Diese Massen stehen in einem kleinen ganzzahligen Verhältnis.
Angenommen, zwei Verbindungen bestehen jeweils aus den Elementen A und B. Für den Vergleich wird zuerst die Masse von A auf denselben Wert gebracht. Anschließend werden die Massen von B verglichen, die sich damit verbinden.
Bezeichne bei gleicher Masse des Elements A die Massen von B in den Verbindungen 1 und 2 mit mB,1 und mB,2. Ihr Verhältnis mB,2/mB,1 ist ein einfaches ganzzahliges Verhältnis.
Die Masse eines Elements muss in beiden Verbindungen gleich sein, bevor die Massen des anderen Elements verglichen werden. Ändern sich beide Elementmassen gleichzeitig, lässt sich nicht direkt prüfen, ob das Massenverhältnis des zweiten Elements eine einfache ganze Zahl ist.
Wähle im Modell ein Verbindungspaar aus. Es zeigt, welches Element als Vergleichsbasis festgehalten wird und welche Elementmasse sich ändert.
Massenvergleich zweier Verbindungen
Vergleiche zwei Verbindungen aus denselben Elementen. Eine Elementmasse bleibt fest, die andere wird als einfaches Verhältnis abgelesen.
Bei gleicher Masse an H enthält H2O2 doppelt so viel O wie H2O.
Gleiche Vergleichsmasse
Die Wasserstoffmasse beträgt in beiden Fällen 2g.
Zu vergleichende Masse
Die Sauerstoffmassen sind 16:32=1:2.
In jedem Paar dient ein Element als feste Vergleichsbasis. Ist seine Masse gleich, lässt sich die Masse des jeweils anderen Elements direkt als einfaches Verhältnis lesen.
Mit den gerundeten relativen Atommassen Ar(N)=14 und Ar(O)=16 vergleichen wir zwei MolN2O mit einem MolNO2. Die Schreibweise 2N2O in der Tabelle bezeichnet zwei Stoffportionen und keine neue Stoffformel. Beide Proben enthalten 32g Sauerstoff.
Verglichene Verbindung
Masse von O
Masse von N
2N2O
32g
56g
NO2
32g
14g
Da die Sauerstoffmasse nun gleich ist, folgt der Vergleich der Stickstoffmassen:
mNin2N2O:mNinNO2=56:14=4:1
Wenn N2O für den Vergleich als 2N2O geschrieben wird, bringt das lediglich die Sauerstoffmasse auf dieselbe Basis. Die Formel der Verbindung bleibt N2O. Es entsteht dadurch keine neue Verbindung.
Vergleiche nicht die Gesamtmassen von Wasser und Wasserstoffperoxid, denn beide enthalten Wasserstoff und Sauerstoff. Vergleiche nur die Sauerstoffmassen, nachdem die Wasserstoffmasse angeglichen wurde. Wasser und Kohlendioxid sind ebenfalls kein geeignetes Paar, weil sich ihre anderen Elemente unterscheiden.
Beim Gesetz der konstanten Zusammensetzung vergleichen wir das Massenverhältnis der Elemente in einer Verbindung. Beim Gesetz der multiplen Proportionen vergleichen wir diese Verhältnisse in mehreren Verbindungen aus demselben Elementpaar. Die dabei auftretenden kleinen ganzzahligen Verhältnisse stützten Daltons Annahme, dass sich Atome in ganzzahligen Verhältnissen verbinden.