Comment calculer la composition en pourcentage de masse

Il s'agit d'un problème d'exemple travaillé montrant comment calculer la composition en pourcentage de masse. La composition en pourcentage indique les quantités relatives de chaque élément dans un composé. Pour chaque élément, la formule du pourcentage en masse est :

% masse =(masse de l'élément dans 1 mole du composé) / (masse molaire du composé) x 100%

ou

pourcentage en masse =(masse de soluté / masse de solution) x 100 %

Les unités de masse sont généralement des grammes. Le pourcentage en masse est également appelé pourcentage en poids ou % poids/poids. La masse molaire est la somme des masses de tous les atomes dans une mole du composé. La somme de tous les pourcentages de masse doit totaliser 100 %. Surveillez les erreurs d'arrondi dans le dernier chiffre significatif pour vous assurer que tous les pourcentages s'additionnent.

Principaux plats à emporter

• La composition en pourcentage massique décrit les quantités relatives d'éléments dans un composé chimique.
• La composition en pourcentage massique est également connue en pourcentage en poids. Il est abrégé en w/w%.
• Pour une solution, le pourcentage en masse est égal à la masse d'un élément dans une mole du composé divisée par la masse molaire du composé, multipliée par 100 %.

Problème de composition en pourcentage de masse

Le bicarbonate de soude (hydrogénocarbonate de sodium) est utilisé dans de nombreuses préparations commerciales. Sa formule est NaHCO₃ . Trouvez les pourcentages en masse (% en masse) de Na, H, C et O dans l'hydrogénocarbonate de sodium.

Solution

Tout d'abord, recherchez les masses atomiques des éléments du tableau périodique. Les masses atomiques sont :

• Na vaut 22,99
• H vaut 1,01
• C est 12.01
• O est 16.00

Ensuite, déterminez combien de grammes de chaque élément sont présents dans une mole de NaHCO₃ :

• 22,99 g (1 mole) de Na
• 1,01 g (1 mole) de H
• 12,01 g (1 mole) de C
• 48,00 g (3 moles x 16,00 grammes par mole) d'O

La masse d'une mole de NaHCO₃ est :

22,99 g + 1,01 g + 12,01 g + 48,00 g =84,01 g

Et les pourcentages massiques des éléments sont

• % en masse Na =22,99 g / 84,01 g x 100 =27,36 %
• % en masse H =1,01 g / 84,01 g x 100 =1,20 %
• % massique C =12,01 g / 84,01 g x 100 =14,30 %
• % massique O =48,00 g / 84,01 g x 100 =57,14 %

Répondre

• % en masse de Na =27,36 %
• % en masse H =1,20 %
• % massique C =14,30 %
• % en masse O =57,14 %

Lorsque vous effectuez des calculs de pourcentage de masse, c'est toujours une bonne idée de vérifier que vos pourcentages de masse totalisent 100 % (aide à détecter les erreurs mathématiques) :

27,36 + 14,30 + 1,20 + 57,14 =100,00

Pourcentage de composition de l'eau

Un autre exemple simple consiste à trouver la composition en pourcentage massique des éléments dans l'eau, H₂ O.

Tout d'abord, trouvez la masse molaire de l'eau en additionnant les masses atomiques des éléments. Utilisez les valeurs du tableau périodique :

• H correspond à 1,01 gramme par mole
• O correspond à 16,00 grammes par mole

Obtenez la masse molaire en additionnant toutes les masses d'éléments du composé. L'indice après l'hydrogène (H) indique qu'il y a deux atomes d'hydrogène. Il n'y a pas d'indice après l'oxygène (O), ce qui signifie qu'un seul atome est présent.

• masse molaire =(2 x 1,01) + 16,00
• masse molaire =18,02

Maintenant, divisez la masse de chaque élément par la masse totale pour obtenir les pourcentages de masse :

masse % H =(2 x 1,01) / 18,02 x 100 %
masse % H =11,19 %

% masse O =16,00 / 18,02
% masse O =88,81 %

Les pourcentages massiques d'hydrogène et d'oxygène totalisent 100 %.

Pourcentage en masse de dioxyde de carbone

Quels sont les pourcentages massiques de carbone et d'oxygène dans le dioxyde de carbone, CO₂ ?

Solution de pourcentage massique

Étape 1 : Trouvez la masse des atomes individuels.

Recherchez les masses atomiques du carbone et de l'oxygène dans le tableau périodique. C'est une bonne idée à ce stade de déterminer le nombre de chiffres significatifs que vous utiliserez. Les masses atomiques sont :

• C vaut 12,01 g/mol
• O vaut 16,00 g/mol

Étape 2 : Trouvez le nombre de grammes de chaque composant constituant une mole de CO_2.

Une mole de CO₂ contient 1 mole d'atomes de carbone et 2 moles d'atomes d'oxygène.

• 12,01 g (1 mole) de C
• 32,00 g (2 mol x 16,00 grammes par mole) d'O

La masse d'une mole de CO₂ est :

• 12,01 g + 32,00 g =44,01 g

Étape 3 : Trouvez le pourcentage de masse de chaque atome.

masse % =(masse du composant/masse du total) x 100

Et les pourcentages massiques des éléments sont

Pour le carbone :

• masse % C =(masse de 1 mol de carbone/masse de 1 mol de CO₂ ) x 100
• % de masse C =(12,01 g / 44,01 g) x 100
• % de masse C = 27,29 %

Pour l'oxygène :

• masse % O =(masse de 1 mol d'oxygène/masse de 1 mol de CO₂ ) x 100
• % massique O =(32,00 g / 44,01 g) x 100
• % massique O =72,71 %

Répondre

• % massique C =27,29 %
• % massique O =72,71 %

Encore une fois, assurez-vous que vos pourcentages de masse totalisent 100 %. Cela aidera à détecter les éventuelles erreurs de calcul.

• 27,29 + 72,71 =100,00

Les réponses totalisent 100 %, ce qui était attendu.

Conseils pour réussir le calcul du pourcentage de masse

• Vous ne recevrez pas toujours la masse totale d'un mélange ou d'une solution. Souvent, vous devrez additionner les masses. Ce n'est peut-être pas évident. Il se peut que vous receviez des fractions molaires ou des moles et que vous deviez ensuite les convertir en unité de masse.
• Surveillez vos chiffres significatifs.
• Assurez-vous toujours que la somme des pourcentages en masse de tous les composants totalise 100 %. Si ce n'est pas le cas, vous devez revenir en arrière et trouver votre erreur.

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