Tutti conosciamo il termine percentuale. Facciamo un esame che vale 100 punti, ne azzecchiamo 96 e descriviamo il nostro punteggio come 96%. Arriviamo al 96% prendendo prima il nostro punteggio e dividendolo per il numero totale di punti per ottenere la frazione che abbiamo corretto. Per convertire la frazione in percentuale, moltiplichiamo la frazione per 100.
Applicando questo concetto alle molecole, potremmo descrivere HCl come composto da un atomo di idrogeno e uno di cloro. Allo stesso modo, potremmo usare la nomenclatura delle moli e dire che una mole della molecola consiste di una mole di idrogeno e una mole di cloro, e che una mole di HCl ha una massa di 36,46 grammi. Queste descrizioni, tuttavia, non ci dicono nulla su quanta di questa massa è attribuibile all’idrogeno e quanta al cloro. Per fare questo, dobbiamo parlare della composizione percentuale di una molecola, cioè, quale percentuale della massa totale deriva da ogni elemento. Questi calcoli sono semplici e consistono nel prendere la massa atomica dell’elemento in questione e dividere per la massa molare della molecola.
Per l’HCl, la frazione di idrogeno nell’HCl è data dalla massa molare dell’idrogeno divisa per la massa molare dell’HCl:
e la percentuale di idrogeno nell’HCl si ottiene moltiplicando la frazione per 100:
Combinando i passaggi, la percentuale di cloro in HCl può essere calcolata dividendo la massa molare del cloro per la massa molare di HCl e moltiplicando per 100:
Esercizio \(\PageIndex{1})
- Trovare la percentuale di fluoro nel fluoruro di calcio (CaF2).
Questi tipi di problemi possono anche essere presentati come calcoli di massa. Per esempio, determinare la massa di calcio in 423,6 grammi di CaF2. Raccogliendo i nostri valori noti, dati e trovati:
La massa molare nota di Ca è
La massa molare nota di CaF2 è
Siamo dati che abbiamo un campione di CaF2 con una massa di 423,6 grammi e vogliamo trovare la massa di Ca in questo campione. Potremmo trovare la massa di Ca se conoscessimo la frazione di Ca in CaF2. Potremmo poi moltiplicare questa frazione per la massa nota di CaF2 per ottenere la massa di calcio nel campione. La frazione di Ca in CaF2 è il rapporto delle due masse molari note (la percentuale, prima di moltiplicare per 100). Come sempre, per eseguire l’analisi dimensionale, disponiamo il noto e il dato in modo che le unità si annullino, lasciando solo le unità dell’elemento che vogliamo trovare.
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Nota che in questo esempio, vuoi usare la frazione di Ca in CaF2, non la percentuale; se usassi la percentuale, dovresti dividere la tua risposta per 100 per ottenere il numero corretto di grammi di Ca nel campione.
Esercizio \(\PageIndex{1})
- Un campione di CaF2 è noto per contenere 18,00 grammi di calcio; quale massa di fluoro è contenuta in questo campione? Qual è la percentuale di ossigeno nel CO2?
- Il solfato di bario è usato quando si fa la radiografia del tratto gastrointestinale. Determina la massa di bario in 523 grammi di BaSO4.
- L’acido solforico, H2SO4 è il prodotto chimico più usato nei processi industriali. Se un campione di acido solforico contiene 3,67 g di idrogeno, quanti grammi di zolfo contiene?
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