Calculer la composition en pourcentage de masse en chimie : guide détaillé avec exemples

Ce guide pratique explique comment calculer la composition en pourcentage de masse d'un composé chimique. Ce paramètre indique les proportions relatives de chaque élément dans le composé. La formule générale pour chaque élément est :

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

Pour une solution, on utilise : % en masse = (masse du soluté / masse de la solution) × 100 %.

Les masses sont généralement exprimées en grammes. Le pourcentage en masse est aussi appelé pourcentage en poids (% p/p ou w/w). La masse molaire est la somme des masses atomiques des atomes dans une mole du composé. La somme de tous les pourcentages doit égaler 100 %. Vérifiez les arrondis pour éviter les écarts.

Points clés à retenir

• La composition en pourcentage massique décrit les proportions relatives des éléments dans un composé chimique.
• Elle est également connue sous le nom de pourcentage en poids (% p/p).
• Pour un composé, calculez la masse de chaque élément dans une mole, divisez par la masse molaire totale et multipliez par 100 %.

Exemple : composition en pourcentage de masse du NaHCO₃

Le bicarbonate de sodium (NaHCO₃), utilisé dans de nombreux produits, a la formule NaHCO₃. Calculons les % en masse de Na, H, C et O.

Solution étape par étape

Masses atomiques (tableau périodique) :

• Na : 22,99 g/mol
• H : 1,01 g/mol
• C : 12,01 g/mol
• O : 16,00 g/mol

Masses dans 1 mole de NaHCO₃ :

• 22,99 g de Na (1 mol)
• 1,01 g de H (1 mol)
• 12,01 g de C (1 mol)
• 48,00 g de O (3 × 16,00 g/mol)

Masse molaire totale : 22,99 + 1,01 + 12,01 + 48,00 = 84,01 g/mol.

Pourcentages :

• % Na = (22,99 / 84,01) × 100 = 27,36 %
• % H = (1,01 / 84,01) × 100 = 1,20 %
• % C = (12,01 / 84,01) × 100 = 14,30 %
• % O = (48,00 / 84,01) × 100 = 57,14 %

Résultats :

• Na : 27,36 %
• H : 1,20 %
• C : 14,30 %
• O : 57,14 %

Vérification : 27,36 + 1,20 + 14,30 + 57,14 = 100,00 %. Parfait !

Exemple : composition de l'eau (H₂O)

Calculons les % en masse dans H₂O.

Masses atomiques : H = 1,01 g/mol ; O = 16,00 g/mol.

Masse molaire : (2 × 1,01) + 16,00 = 18,02 g/mol.

Pourcentages :

• % H = (2 × 1,01 / 18,02) × 100 = 11,21 %
• % O = (16,00 / 18,02) × 100 = 88,79 %

Somme : 100 %. (Note : arrondi corrigé pour précision.)

Exemple : dioxyde de carbone (CO₂)

Pourcentages massiques de C et O dans CO₂.

Étape 1 : Masses atomiques : C = 12,01 g/mol ; O = 16,00 g/mol.

Étape 2 : Dans 1 mole de CO₂ : 12,01 g C + 32,00 g O (2 × 16,00) = 44,01 g/mol.

Étape 3 :

• % C = (12,01 / 44,01) × 100 = 27,29 %
• % O = (32,00 / 44,01) × 100 = 72,71 %

Résultats : C = 27,29 % ; O = 72,71 %. Somme = 100 %.

Conseils pour réussir vos calculs

• Calculez toujours la masse totale si elle n'est pas fournie.
• Respectez les chiffres significatifs des données.
• Vérifiez que les pourcentages somment à 100 % pour détecter les erreurs.