En chimie, le rapport de masse, souvent appelé « composition en pourcentage en masse », est la proportion d'une molécule particulière qui se compose de chacun des éléments constitutifs de cette molécule. Par exemple, l'eau se compose de 11,1 pour cent d'hydrogène (H) et 88,9 pour cent d'oxygène (O), ce qui signifie qu'un échantillon d'eau (égal à 1 litre en volume) se compose de 111 g de H (0,111 × 1 000 = 111) et 889 g de O (0,889 × 1,000).
Ce principe donne naissance à la loi de composition constante, énoncée par Joseph Proust en 1800: Un composé donné a toujours la même proportion en masse de ses éléments constitutifs. Par exemple, l'eau contient toujours exactement 8 grammes d'oxygène pour chaque gramme d'hydrogène. Le dioxyde de carbone contient toujours 2,67 g d'oxygène pour chaque gramme de carbone.
Le calcul des rapports de masse est assez facile si vous avez accès à un tableau périodique (voir Ressources) et les moyens de faire de l'algèbre de base.
Supposons que vous vouliez calculer le rapport massique de l'acide sulfurique, H2DONC4.
H2DONC4 contient de l'hydrogène (H), du soufre (S) et de l'oxygène (S). D'après le tableau périodique, vous pouvez voir que les masses molaires de ces éléments sont :
H = 1,00
S = 32,06
O = 16,00
Étape 2: Déterminer la masse de chaque élément individuel présent
Dans cette étape, vous multipliez le nombre d'atomes dans une molécule du composé par les masses molaires que vous avez collectées à l'étape 1. Le nombre d'atomes est simplement l'indice après l'abréviation de l'élément dans la formule moléculaire, avec l'omission d'un indice signifiant "1".
Il y a deux atomes H présents, un atome S et quatre atomes O, donc vous avez :
H = (2)(1.00) = 2 g
S = (1) (32,06 g) = 32,06 g
O = (4) (16,00 g) = 64 g
Étape 3: Déterminer la masse molaire du composé
Additionnez les chiffres que vous avez calculés à l'étape 2 :
2 + 32,06 + 64 = 98,06 g
Étape 4: Divisez la masse de chaque élément présent par la masse molaire
Cela signifie diviser les masses individuelles de l'étape 2 par le résultat de l'étape 3.
Pour H, vous avez 2 98,06 = 0,0204 = 2,04 % d'hydrogène
Pour S, vous avez 32,06 ÷ 98,06 = 0,3269 = 32,69 % de soufre
Pour O, vous avez 64 ÷ 98,06 = 0,6527 = 65,27% d'oxygène
Conseil
Pour vérifier votre travail, assurez-vous que la somme de vos pourcentages est de 100, en tenant compte de petites différences dues aux arrondis :
2.04 + 32.69 + 65.27 = 100.0