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Vidéo de question : Déterminer la composition en pourcentage d’un composé binaire à partir des masses formulaires Chimie

Calculez la teneur en oxygène d’une molécule d’eau en pourcentage de la masse totale, avec un chiffre après la virgule.

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Transcription de vidéo

Calculez la teneur en oxygène d’une molécule d’eau en pourcentage de la masse totale, avec un chiffre après la virgule.

Ceci est une représentation d’une molécule d’eau. Elle a un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène et sa formule est H₂O. La question nous demande de calculer le pourcentage en masse de l’oxygène dans une molécule d’eau. Nous pourrions aborder le problème en calculant la masse d’une molécule d’eau, puis en calculant la masse d’un atome d’oxygène, puis en les divisant l’une par l’autre et en multipliant par 100 pour cent.

Cependant, jetons un coup d’œil à notre tableau périodique. Voici les données pour l’hydrogène. Le tableau périodique ne nous donne pas la masse d’un atome d’un élément. Il nous indique la masse d’une mole. Cela correspond à la masse de 6,022 fois 10 puissance 23 atomes. Rappelez-vous que 6,022 fois 10 puissance 23 est le nombre d’Avogadro N A. Ainsi, nous pourrions prendre la masse molaire de l’eau, la diviser par N A pour obtenir la masse d’une molécule d’eau. Puis prendre la masse atomique relative de l’oxygène et la diviser par N A pour obtenir la masse d’un atome d’oxygène. Et puis les insérer ici. Mais il existe un moyen beaucoup plus facile.

Le pourcentage massique d’oxygène dans une molécule d’eau ne change pas, quel que soit le nombre de molécules d’eau que vous avez. Que vous ayez une ou cinq molécules d’eau, vous aurez toujours le même pourcentage en masse d’oxygène. Même si vous avez tellement de molécules d’eau que vous devez les compter en moles. Ainsi, au lieu de calculer la masse d’une molécule d’eau, on peut calculer la masse d’une mole de molécules d’eau. Puis calculer la masse d’une mole d’atomes d’oxygène. Diviser l’une par l’autre, multiplier par 100 pour cent et obtenir exactement le même résultat. Donc, c’est ce que je vais faire.

La première chose à faire est de calculer la masse molaire de l’eau. Ceci est égal à deux fois la masse molaire de l’hydrogène plus la masse molaire de l’oxygène. Si vous utilisez votre tableau périodique, vous verrez que la masse atomique de l’hydrogène est 1,0 et la masse atomique de l’oxygène est 16,0. Cela signifie que la masse molaire de l’eau est de 18,0 grammes par mole. Nous savons donc qu’une mole de molécules d’eau pèse 18 grammes.

Maintenant, nous pouvons passer à la deuxième étape. D’après le tableau périodique, la masse atomique relative de l’oxygène est de 16,0 grammes par mole. Par conséquent, la masse d’une mole d’atomes d’oxygène est de 16 grammes. Donc, nous avons la masse d’une mole de molécules d’eau et la masse des atomes d’oxygène dans ces molécules d’eau. Maintenant, il suffit de diviser l’une par l’autre et de multiplier par 100 pour cent pour obtenir notre réponse.

On calcule donc 16,0 divisé par 18,0 multiplié par 100 pour cent. Ceci nous donne un pourcentage de 88,8 avec un nombre infini de 8. La question demande que notre réponse soit donnée avec un chiffre après la virgule. Donc, le pourcentage massique d’oxygène dans une molécule d’eau est égal à 88,9 pour cent.

Ce n’était qu’une des méthodes possibles. Comme je l’ai mentionné, vous auriez pu aussi calculer la masse d’une molécule d’eau et la masse d’un atome d’oxygène. Mais vous auriez eu plus d’étapes de calcul, vous auriez pu faire des erreurs dans les calculs ou les arrondis. La méthode que nous avons utilisée est la plus efficace pour obtenir la réponse. Cependant, vous avez peut-être remarqué que nous n’avions pas besoin de déterminer la masse d’une mole de chaque substance. Nous aurions pu utiliser directement les masses molaires puisque les unités s’annulent. Quoi qu’il en soit, cela aurait conduit à notre réponse finale de 88,9 pour cent.

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