Les formules chimiques

Chimie 3e/2e
Module 2
Les formules chimiques
1
Modèles et formules
1.1
Modèle
Un ☞ modèle essaie de représenter fidèlement la disposition spatiale des atomes dans une
molécule, dans ce cas la molécule de la substance ☞ glycérine
1.2
Formule
Une formule représente une molécule à l’aide des symboles des éléments, p.ex. dans le cas de
la ☞ glycérine :
formule plane développée
formule semi-développée
formule brute détaillée
formule brute
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Chimie 3e/2e
1.3
Module 2
Formule brute −→ Pourcentage
La connaissance de la formule brute permet de prévoir la composition centésimale
(pourcentage) des éléments présents dans une substance, p.ex. dans le cas de la glycérine :
Trouver la composition centésimale de la glycérine.
Une molécule de C6 H8 O3 renferme 6 atomes de carbone, 8 atomes d’hydrogène et 3 atomes d
’oxygène.
Une mole de C6 H8 O3 renferme donc 6 moles de carbone, 8 moles d’hydrogène et 3 moles d ’oxygène.
Passons aux masses molaires :
M = 6 · 12, 0109 + 8 · 1, 0079 + 3 · 15, 9994 = 92, 0947 g de glycérine renferment mC = 6 · 12, 0109 =
72, 0654 g C, mH = 8 · 1, 0079 = 8, 0632 g H et mO = 3 · 15, 9994 = 47, 982 g O.
D’où le calcul des compositions centésimales (pourcentages) :
C
Pourcentage de C = 100·m
= 32, 12%
M
100·mH
Pourcentage de H = M = 8, 70%
O
Pourcentage de O = 100·m
= 37, 46%
M
1.4
Pourcentage, Masse molaire −→ Formule brute
Inversément, la connaissance de la composition centésimale des éléments et de la
masse molaire d’une substance permettent de déduire sa formule brute :
Une substance inconnue renferme 32, 12 % de carbone, 8, 70 % d’hydrogène et 37, 46 % d’oxygène. Sa masse molaire vaut 92, 0947. Trouver sa formule brute.
100 g de la substance renferment 32, 12 g de carbone, 8, 70 g d’hydrogène et 37, 46 g d’oxygène.
(Le pourcentage en chimie est toujours la masse en grammes sur 100 g)
g de carbone, 8,70·92,0947
g d’hydrogène et 37,46·92,0947
92, 0947 g de la substance renferment 32,12·92,0947
100
100
100
g d’oxygène. (Règle de trois)
1 mole de la substance renferment 32,12·92,0947
= 6 mol de carbone, 8,70·92,0947
= 8 mol d’hydrogène
100·12
100·1
37,46·92,0947
m
= 3 mol d’oxygène. ( n = M )
et
100·16
1 molécule de la substance renferme 6 atomes de carbone, 8 atomes d’hydrogène et 3 atomes d’oxygène. ( 1 mole = 6 · 1023 molécules d’une substance ou atomes d’un élément )
D’où la formule : C6 H8 O3
En pratique, la détermination de la composition centésimale
( voir ☞ détermination expérimentale d’une composition centésimale )
ainsi que la détermination de la masse molaire
( voir ☞ détermination expérimentale d’une masse molaire )
peuvent se faire par des méthodes très diverses.
☞ Vidéo
☞ Exercices
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