La plupart des formules chimiques comportent des indices qui sont des nombres. Bien que ces nombres ne soient pas suivis d'unités écrites dans la formule, ce sont en fait des quantités avec des unités. Ainsi inhérente aux formules chimiques est la nécessité de facteurs de conversion, qui sont des fractions qui convertissent une unité en une autre lorsqu'elles sont multipliées par une mesure. Le processus d'utilisation des facteurs de conversion est connu sous le nom d'analyse dimensionnelle, et il est essentiel à l'étude des formules et des équations chimiques.
Moles de composés a Moles d'éléments
Une mole est une unité de mesure de quantité. Si un nombre entier apparaît en indice dans une formule chimique, il représente le nombre de moles de l'élément précédant immédiatement l'indice dans la formule. Si l'indice suit un ensemble de parenthèses, il représente le nombre de moles du groupe d'atomes entre parenthèses. La taupe est utile car elle vous aide à comprendre la quantité relative de chaque élément dans un composé, et ces quantités sont données par les indices dans la formule. Par exemple, la formule de l'eau est H2O, où les deux sont l'indice de l'hydrogène. Il n'y a pas d'indice après l'oxygène, ce qui revient à avoir un indice d'un. Par conséquent, une mole du composé H2O contient deux moles d'hydrogène et une mole d'oxygène, et les facteurs de conversion sont (2 moles hydrogène/1 mole H2O) et (1 mole oxygène/1 mole H2O), respectivement.
Moles à Atomes et Molécules
L'unité d'une mole est utile non seulement parce qu'elle décompose une formule en ses composants chimiques, mais aussi en raison de sa relation avec le nombre d'atomes et de molécules. Une mole correspond à 6,02 * 10^23 atomes ou molécules, le facteur de conversion est donc (6,02 * 10^23 atomes ou molécules/1 mole). Par exemple, une mole de carbone est égale à 6,02 * 10^23 atomes de carbone, et une mole de dioxyde de carbone est égale à 6,02 * 10^23 molécules de dioxyde de carbone. Puisque la formule du dioxyde de carbone est CO2, une mole de carbone et deux moles d'oxygène peuvent être trouvées dans une mole de dioxyde de carbone. Ainsi, 6,02 * 10^23 atomes de carbone et 12,04 * 10^23 atomes d'oxygène existent dans une mole de dioxyde de carbone.
Moles en Grammes
Bien qu'il soit important de comprendre les moles et le nombre d'atomes et de molécules, une unité plus pratique pour les expériences est le gramme, qui est une unité de masse. Vous ne pouvez pas mesurer une mole d'une substance dans un laboratoire, mais vous pouvez mesurer sa masse en grammes sur une balance. Le facteur de conversion pour convertir les moles en grammes provient du tableau périodique. La masse atomique, qui est généralement indiquée sous le symbole atomique et le numéro atomique, est le nombre de grammes par mole de cet élément. Par exemple, la masse atomique du germanium est de 72,61 g/mol. Par conséquent, le facteur de conversion est (72,61 g Ge / 1 mol Ge). Le facteur de conversion pour chaque élément est analogue; il suffit de remplacer la masse atomique du germanium par la masse atomique de l'élément étudié.
Pourcentages en Moles
Parfois, les indices dans les formules chimiques ne sont pas des nombres entiers mais des nombres décimaux. Ce sont des pourcentages, et il est souvent nécessaire de convertir les pourcentages en moles. Par exemple, si vous avez un composé dont les constituants sont donnés en pourcentage, comme C0.2H0.6O0.2, alors 20 pour cent des moles du composé sont du carbone, 60 pour cent sont de l'hydrogène et 20 pour cent sont de l'oxygène. Pour convertir en moles, trouvez le facteur qui se multiplie par le plus petit pourcentage pour obtenir un produit de 100 pour cent. Dans ce cas, le plus petit pourcentage est de 20 pour cent, ce nombre est donc 5. Multipliez ensuite chaque pourcentage par ce nombre pour obtenir, dans notre cas, la formule CH3O, puisque 20% * 5 = 100% = 1 et 60% * 5 = 300% = 3.
