Le sulfate de cuivre pentahydraté, exprimé en notation chimique comme CuSO4-5H2O, représente un «hydrate». Les hydrates consistent en une substance ionique - un composé composé d'un métal et une ou plusieurs molécules non-métalliques - plus des molécules d'eau, où les molécules d'eau s'intègrent réellement dans la structure solide du composé ionique. Cela signifie, cependant, qu'un échantillon de 100 grammes de sulfate de cuivre pentahydraté ne consiste pas en 100 grammes de sulfate de cuivre. Les chimistes compensent cela en exprimant la masse de sulfate de cuivre en pourcentage de la masse totale de l'échantillon. En termes plus simples, la concentration en pourcentage de masse représente le nombre de grammes de sulfate de cuivre dans un échantillon de sulfate de cuivre pentahydraté de 100 grammes.

Calculer le poids moléculaire du sulfate de cuivre pentahydraté, CuSO4-5H2O. Multiplier le poids atomique de chaque atome, tel qu'il se trouve sur la table périodique des éléments, par le nombre d'atomes dans la formule, puis additionner tous les résultats. Le cuivre, par exemple, présente une masse atomique de 63,55 unités de masse atomique, ou amu, et la formule contient un atome de Cu. Par conséquent, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 amu. Les autres atomes dans la formule sont S = 32,07 * 1 = 32,07 amu; O = 16,00 * 9 = 144,00 amu; et H = 1,01 * 10 = 10,10 amu. Combiner ces chiffres pour obtenir le poids de la formule: 63.55 + 32.07 + 144.00 + 10.10 = 249.72 amu.

Calculer le poids de la formule du sulfate de cuivre, CuSO4, sans eau. Dans ce cas, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 amu; S = 32,07 * 1 = 32,07 amu; et O = 16,00 * 4 = 64,00 amu. Ces valeurs totalisent 159,62 amu.

Déterminer la concentration en pourcentage de masse en divisant le poids de formule de CuSO4 par le poids de formule de CuSO4-5H2O et en multipliant par 100 pour cent:

159.62 /249.72 * 100 = 63,92%.

Cela signifie qu'un échantillon de 100 grammes de sulfate de cuivre pentahydraté contiendra 63,92 grammes de sulfate de cuivre. Cela signifie également que le sulfate de cuivre pentahydraté contient 100 - 63,92 = 36,08% d'eau en masse.

Astuce

De nombreux étudiants en chimie mènent une expérience dans laquelle ils déterminent le pourcentage en masse d'eau dans un échantillon de sulfate de cuivre pentahydraté en chauffant l'échantillon et en mesurant la masse perdue pendant le chauffage. Voir Ressources pour plus de détails.