4.4 : Composition en pourcentage

Nous sommes tous familiers avec le terme pourcentage. Nous passons un examen qui vaut 100 points, nous obtenons 96 bonnes réponses et nous décrivons notre score comme étant 96%. Nous arrivons à 96% en prenant d’abord notre score et en le divisant par le nombre total de points pour obtenir la fraction que nous avons obtenue correctement. Pour convertir la fraction en pourcentage, nous la multiplions par 100.

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En appliquant ce concept aux molécules, nous pourrions décrire HCl comme étant composé d’un atome d’hydrogène et d’un atome de chlore. De même, nous pourrions utiliser la nomenclature molaire et dire qu’une mole de la molécule est constituée d’une mole d’hydrogène et d’une mole de chlore, et qu’une mole de HCl a une masse de 36,46 grammes. Ces descriptions ne nous disent cependant rien sur la part de cette masse qui est attribuable à l’hydrogène et celle qui provient du chlore. Pour ce faire, nous devons parler de la composition en pourcentage d’une molécule, c’est-à-dire du pourcentage de la masse totale provenant de chaque élément. Ces calculs sont simples et consistent à prendre la masse atomique de l’élément en question et à la diviser par la masse molaire de la molécule.

Pour le HCl, la fraction d’hydrogène dans le HCl est donnée par la masse molaire de l’hydrogène divisée par la masse molaire du HCl:

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et le pourcentage d’hydrogène dans le HCl est obtenu en multipliant la fraction par 100 :

En combinant les étapes, le pourcentage de chlore dans le HCl peut être calculé en divisant la masse molaire du chlore par la masse molaire du HCl et en multipliant par 100 :

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Ces types de problèmes peuvent aussi être présentés comme des calculs de masse. Par exemple, déterminer la masse de calcium dans 423,6 grammes de CaF2. Rassembler nos valeurs connues, données et trouver :

La masse molaire connue de Ca est

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La masse molaire connue de CaF2 est

On nous donne un échantillon de CaF2 d’une masse de 423,6 grammes et nous voulons trouver la masse de Ca dans cet échantillon. Nous pourrions trouver la masse de Ca si nous connaissions la fraction de Ca dans le CaF2. Nous pourrions alors multiplier cette fraction par la masse connue de CaF2 pour obtenir la masse de calcium dans l’échantillon. La fraction de Ca dans le CaF2 est le rapport des deux masses molaires connues (le pourcentage, avant de multiplier par 100). Comme toujours, pour effectuer l’analyse dimensionnelle, nous disposons le connu et le donné de façon à ce que les unités s’annulent, ne laissant que les unités de l’élément que nous voulons trouver.

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Notez que dans cet exemple, vous voulez utiliser la fraction de Ca dans CaF2, et non le pourcentage ; si vous utilisiez le pourcentage, vous devriez diviser votre réponse par 100 pour obtenir le nombre approprié de grammes de Ca dans l’échantillon.

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