4.4: Procentuele Samenstelling

We zijn allemaal bekend met de term percentage. We maken een examen dat 100 punten waard is, we krijgen er 96 goed en we beschrijven onze score als 96%. We komen tot 96% door eerst onze score te nemen en die te delen door het totaal aantal punten om de fractie te krijgen die we juist hadden. Om de breuk om te zetten in een percentage, vermenigvuldigen we de breuk met 100.

Als we dit concept toepassen op moleculen, kunnen we HCl beschrijven als bestaande uit één waterstofatoom en één chlooratoom. Evenzo zouden we de molennomenclatuur kunnen gebruiken en zeggen dat een mol van het molecuul bestaat uit een mol waterstof en een mol chloor, en dat een mol HCl een massa heeft van 36,46 gram. Deze beschrijvingen zeggen ons echter niets over hoeveel van deze massa toe te schrijven is aan de waterstof en hoeveel afkomstig is van het chloor. Daartoe moeten we spreken van de procentuele samenstelling van een molecuul, d.w.z. hoeveel procent van de totale massa afkomstig is van elk element. Deze berekeningen zijn eenvoudig en omvatten het nemen van de atoommassa van het element in kwestie en het delen door de molaire massa van het molecuul.

Voor HCl wordt de fractie waterstof in HCl gegeven door de molaire massa van waterstof te delen door de molaire massa van HCl:

en het percentage waterstof in HCl wordt verkregen door de fractie met 100 te vermenigvuldigen:

Door de stappen te combineren, kan het percentage chloor in HCl worden berekend door de molaire massa van chloor te delen door de molaire massa van HCl en te vermenigvuldigen met 100:

Dit soort problemen kan ook als massaberekeningen worden gepresenteerd. Bepaal bijvoorbeeld de massa van calcium in 423,6 gram CaF2. We verzamelen onze bekende, gegeven en gevonden waarden:

De bekende molaire massa van Ca is

De bekende molaire massa van CaF2 is

We hebben een monster CaF2 met een massa van 423,6 gram en we willen de massa van Ca in dit monster vinden. We zouden de massa van Ca kunnen vinden als we de fractie van Ca in CaF2 wisten. We zouden dan deze fractie kunnen vermenigvuldigen met de bekende massa van CaF2 om de massa van calcium in het monster te verkrijgen. De fractie van Ca in CaF2 is de verhouding van de twee bekende molaire massa’s (het percentage, voordat je met 100 vermenigvuldigt). Zoals altijd, om de dimensionale analyse uit te voeren, schikken we de bekende en de gegevene zo dat de eenheden opheffen, zodat alleen de eenheden overblijven van het item dat we willen vinden.

Merk op dat je in dit voorbeeld de fractie van Ca in CaF2 wilt gebruiken, niet het percentage; als je het percentage zou gebruiken, zou je je antwoord door 100 moeten delen om het juiste aantal grammen Ca in het monster te krijgen.