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Le sulfate de cuivre pentahydraté, de formule moléculaire CuSO4-5H2O, représente un «hydrate». Il s'agit d'une substance ionique - un composé composé d'un métal et d'un ou plusieurs amétals - et de molécules d'eau, qui s'intègrent à la structure solide du composé. Cependant, l'une des implications est que 100 g de sulfate de cuivre pentahydraté ne sont pas exactement constitués de cette quantité de sulfate de cuivre. Les chimistes traitent ce problème en exprimant la masse de sulfate de cuivre en pourcentage de la masse totale de l'échantillon. En d'autres termes, la concentration en pourcentage peut représenter le nombre de grammes de sulfate de cuivre dans un échantillon de 100 g de sulfate de cuivre pentahydraté.
Étape 1
Calculez le poids moléculaire du sulfate de cuivre pentahydraté, CuSO4-5H2O. Multipliez la masse atomique de chaque atome, telle qu'exprimée dans le tableau périodique des éléments, par le nombre d'atomes de chaque type dans la formule et additionnez tous les produits. Le cuivre, par exemple, a une masse atomique de 63,55 unités (u) et la formule contient un atome de Cu. Par conséquent, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 u. Pour les autres atomes de la formule, les calculs doivent être effectués comme suit: S = 32,07 * 1 = 32,07 u; O = 16,00 * 9 = 144,00 u et H = 1,01 * 10 = 10,10 u. Additionnez ces valeurs pour obtenir le poids moléculaire: 63,55 + 32,07 + 144,00 + 10,10 = 249,72 u.
Étape 2
Calculez le poids moléculaire du sulfate de cuivre, CuSO4, sans eau. Dans ce cas, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 u; S = 32,07 * 1 = 32,07 u et O = 16,00 * 4 = 64,00 u. La somme de ces valeurs donne 159,62 u.
Étape 3
Déterminez le pourcentage de concentration massique en divisant le poids moléculaire de CuSO4 par celui de CuSO4-5H2O et en multipliant par 100:
159,62 / 249,72 * 100 = 63,92%
Cela signifie qu'un échantillon de 100 g de sulfate de cuivre pentahydraté contient 63,92 g de sulfate de cuivre et que le sulfate de cuivre pentahydraté contient 100 - 63,92 = 36,08% d'eau (en masse) .