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Calculateur de composition centésimale

Données

Masse atomique de l'élément16 g/mol
Nombre d'atomes1
Masse molaire du composé18,015 g/mol

Généré avec OneCalc · https://onecalc.app/fr/chemistry/percent-composition-calculator

Chimie

Calculateur de composition centésimale

Trouver le pourcentage massique d'un élément dans un composé à partir du nombre d'atomes, de la masse atomique et de la masse molaire du composé. % massique = (n × Aᵣ ÷ M) × 100.

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Comprendre la composition centésimale

La composition centésimale est la fraction massique de chaque élément dans un composé, exprimée en pourcentage. Elle répond à la question : dans 100 grammes de ce composé, combien de grammes proviennent d'un élément donné ? La valeur dépend uniquement de la formule du composé — et non de la quantité disponible.

La formule de la composition centésimale

Pour un élément unique dans un composé :

w=n×ArM×100%w = \frac{n \times A_r}{M} \times 100\%
SymboleSignification
wwPourcentage massique de l'élément (%)
nnNombre d'atomes de l'élément dans une unité formulaire
ArA_rMasse atomique standard de l'élément (g/mol)
MMMasse molaire du composé (g/mol)

Le numérateur n×Arn \times A_r est la contribution de cet élément à la masse molaire du composé. En divisant par MM, on obtient la fraction massique ; en multipliant par 100, on la convertit en pourcentage.

Tous les éléments d'un composé totalisent 100 % :

∑iwi=100%\sum_i w_i = 100\%

Trouver la masse molaire

Avant d'utiliser la formule, il faut connaître la masse molaire du composé. On additionne les masses atomiques de chaque atome dans la formule moléculaire, multipliées par leur nombre d'occurrences. Pour l'eau (H₂O) :

M(H2O)=2×1,008+1×15,999=18,015 g/molM(\text{H}_2\text{O}) = 2 \times 1{,}008 + 1 \times 15{,}999 = 18{,}015\ \text{g/mol}

Les masses atomiques standard figurent dans le tableau périodique.

Exemple résolu — l'oxygène dans l'eau

L'eau a la formule H₂O. Un atome d'oxygène (ArA_r = 16,00 g/mol) est présent dans une molécule de masse molaire 18,015 g/mol.

me=n×Ar=1×16,00=16,00 g/molw=16,0018,015×100%≈88,81%\begin{aligned} m_e &= n \times A_r = 1 \times 16{,}00 = 16{,}00\ \text{g/mol} \\[6pt] w &= \frac{16{,}00}{18{,}015} \times 100\% \approx 88{,}81\% \end{aligned}

L'hydrogène représente le reste :

w(H)=2×1,00818,015×100%≈11,19%w(\text{H}) = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}015} \times 100\% \approx 11{,}19\%

La somme des deux pourcentages est égale à 100 %, ce qui confirme le calcul.

Composition centésimale et formule empirique

La composition centésimale et les formules empiriques sont étroitement liées :

ConceptCe qu'il donne
Composition centésimaleFraction massique de chaque élément (un rapport)
Formule empiriqueRapport le plus simple en nombres entiers d'atomes
Formule moléculaireNombre réel d'atomes par molécule

On peut déduire une formule empirique à partir de la composition centésimale en traitant les pourcentages comme des grammes (en supposant 100 g de composé), en divisant la masse de chaque élément par sa masse atomique pour obtenir les moles, puis en trouvant le rapport le plus petit en nombres entiers.

Applications pratiques

La composition centésimale est utilisée en analyse par combustion, où une masse connue de composé est brûlée et les produits de combustion (CO₂ et H₂O) sont pesés pour déterminer la teneur en carbone et en hydrogène. Elle apparaît également dans l'étiquetage nutritionnel, les spécifications des alliages et le contrôle qualité en fabrication, partout où la répartition élémentaire en masse est nécessaire.

Questions fréquentes (FAQ)

Quelle est la formule de la composition centésimale ?

Le pourcentage massique d'un élément dans un composé est :

% massique = (n × Aᵣ ÷ M) × 100

où n est le nombre d'atomes de l'élément dans une unité formulaire, Aᵣ est la masse atomique standard de l'élément en g/mol, et M est la masse molaire du composé en g/mol. Le résultat indique quelle fraction de la masse du composé provient de cet élément.

Comment trouver la masse molaire d'un composé ?

Il faut additionner les masses atomiques de chaque atome dans la formule moléculaire, pondérées par leur nombre d'occurrences. Pour l'eau (H₂O) : deux atomes d'hydrogène à 1,008 g/mol chacun plus un atome d'oxygène à 15,999 g/mol donnent 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol. Les masses atomiques standard figurent dans le tableau périodique et dans les tables de référence telles que celles de l'IUPAC.

Quelle est la différence entre la composition centésimale et la formule empirique ?

La composition centésimale indique la fraction massique de chaque élément dans un composé — par exemple, l'eau est constituée à 88,8 % d'oxygène et à 11,2 % d'hydrogène en masse. La formule empirique donne le rapport le plus simple en nombres entiers des atomes — pour l'eau, c'est H₂O, qui est aussi la formule moléculaire. On peut utiliser les données de composition centésimale pour déduire une formule empirique en convertissant les pourcentages massiques en moles, puis en trouvant le rapport en nombres entiers le plus petit.

Quel est le pourcentage massique de l'oxygène dans l'eau ?

L'eau (H₂O) a une masse molaire de 18,015 g/mol. L'oxygène contribue un atome de masse atomique 16,00 g/mol :

% massique O = (1 × 16,00 ÷ 18,015) × 100 ≈ 88,81 %

L'hydrogène représente les deux atomes restants : (2 × 1,008 ÷ 18,015) × 100 ≈ 11,19 %. La somme des deux pourcentages est égale à 100 %, ce qui confirme le calcul.

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