Si un composé inconnu ne contient que les trois éléments C, H et O, et qu'un échantillon pur du composé est analysé et trouvé à 65,60 % de C et 9,44 % de H en masse, qu'est-ce que le composé ?

1 Réponses


  • Vous lisez les masses molaires des éléments constitutifs d'un tableau périodique ou d'une autre référence.
    Masses molaires des éléments :
     C - 12,011
     O - 15,999
     H - 1,008
    Vous connaissez les proportions relatives des masses de ceux-ci dans l'inconnue :
     C - 65,60%
     O - 100-(65,60+9,44) = 100-75,04 = 24,96 %
     H - 9,44 %

    Soit X la masse molaire du composé inconnu. On connaît alors
    65,60 %(X)/12,011 = moles de carbone
    24,96 %(X)/15,999 = moles d'oxygène
    9,44 %(X)/1,008 = moles d'hydrogène.

    Nous nous intéressons aux ratios de ceux-ci, nous calculons donc
     (moles de carbone)/(moles d'hydrogène) = (65,60 %X/12,011)/(9,44 %X/1,008)
      = 65,60 (1,008)/(12,011*9,44) = 66,1248/113,384 = 0,5832
     (moles d'oxygène) /(moles d'hydrogène) = (24,96 %X/15,999)/(9,44 %X/1,008)
      = 24,96 (1,008)/(15,999*9,44) = 25,1597/151,031 = 0,1666
    Il est clair qu'il y a plus de moles d'hydrogène que l'un ou l'autre des deux autres éléments.

    Ces fractions ne semblent pas très utiles, alors peut-être que l'inverse sera plus intéressant :
     1/.1666 = 6,00, suggérant 6H pour chaque O.
     1/.5832 = 1,715, ne suggérant rien immédiatement.
    Que diriez-vous de .5832/0.1666 = 3.50, suggérant 7C pour chaque 2O.

    Donc, notre formule empirique pour X est maintenant C 7 O 2H 12 .

    Vérifier :
    La masse molaire de X est 7(12,011) + 2(15,999) + 12(1,008)
     = 84,077 + 31,998 + 12,096 = 128,171
    %C = 84,077/128.171 = 65,597%
    %O = 31,998/128.171 = 24,965%
    %H = 12,096/128,171 = 9,437%
    Ceux-ci se comparent favorablement aux chiffres donnés et à ce que nous avons calculé.
    _____
    Remarque : Nous avons également appris que pour ce problème, il aurait été plus utile de trouver les rapports des autres éléments aux moles d'oxygène plutôt que d'hydrogène. En utilisant l'hydrogène comme base, nous recherchions des rapports de 2/12 et 7/12, et non des fractions dont nous connaissons généralement les valeurs décimales. Si nous avions utilisé de l'oxygène comme base, nous aurions vu des ratios de 7/2=3,5 et 12/2=6 -- les nombres que nous avons finalement examinés.

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