COMPOSITION CENTÉSIMALE ET FORMULE BRUTE
1 De la formule brute à la composition centésimale (Pourcentages en masse de chaque élément dans la molécule)
1.1 Généralité :
La connaissance de la formule brute permet de prévoir la composition centésimale (pourcentage) des éléments présents dans une substance
1.2 Exemple : cas de la glycérine (ou glycérol ou 1,2,3-propanetriol)
- But : Trouver la composition centésimale de la glycérine de formule brute \(C_{3}H_{8}O_{3}\)
- Masses atomiques molaires (en \(g.mol^{-1}\)) : C : 12.0 ; H : 1.0 et O : 16.0.
- Masse molaire de la glycérine \(C_{3}H_{8}O_{3}\) : M = \(6 \times 12.0 + 8 \times 1.0 + 3 \times 16.0\) = 92.0 \(g.mol^{-1}\)
- Calculons la "part" de l'élément carbone C dans la masse molaire M : %C = \(\frac{3 \times M_{C}}{M} = \frac{3 \times 12.0}{92}\) = 39.1 %
- Calculons la "part" de l'élément hydrogène H dans la masse molaire M : %H = \(\frac{8 \times M_{H}}{M} = \frac{8 \times 1.0}{92}\) = 8.8 %
- Calculons la "part" de l'élément oxygène O dans la masse molaire M : %O = \(\frac{3 \times M_{O}}{M} = \frac{3 \times 16}{92}\) = 52.1 %
L'ensemble des trois pourcentages constitue la composition centésimale de la glycérine (% en masse)
2 De la composition centésimale à la formule brute
2.1 Généralité
La connaissance de la composition centésimale des éléments et de la masse molaire d’une substance permettent de déduire sa formule brute
2.2 Exemple : Composition centésimale : %C : 60 % ; %H = 4.48 % ; %O : 35.52 % ; Masse molaire (en \(g.mol^{-1}\)) : 180.16
La molécule précédente est donc constituée des C, H et O et a donc une formule brute du type \(C_{x}H_{y}O_{z}\).
- Expression de la "part" de l'élément carbone C dans la masse molaire M : %C = \(\frac{x \times M_{C}}{M} = \frac{12x}{180.16}\) = 60 % = 0.60 d'où \(x = \frac{180.16 \times 0.60}{12}\) = 9 (On cherche bien sûr un entier).
- Expression de la "part" de l'élément hydrogène H dans la masse molaire M : %H = \(\frac{y \times M_{H}}{M} = \frac{y}{180.16}\) = 4.48 % = \(4.48 \times 10^{-2}\) d'où \(y = 180.16 \times 4.48 \times 10^{-2}\) = 8.
- Expression de la "part" de l'élément oxygène O dans la masse molaire M : %O = \(\frac{z \times M_{O}}{M} = \frac{16z}{180.16}\) = 35.52 % = \(35.52 \times 10^{-2}\) d'où \(z = \frac{180.16 \times 35.52 \times 10^{-2}}{16}\) = 4.
D’où la formule brute recherchée est \(C_{9}H_{8}O_{4}\) : Formule brute de la molécule d'acide acétylsalicylique plus connue sous le nom commercial d'aspirine.
