La composizione percentuale dei composti è
un modo per calcolare la presenza di un elemento

nella molecola. Lo abbiamo visto tramite masse,
moli e pesi atomici.

\begin{matrix} \textbf{DATO:}\\ \\ A_{n}B_{m}\\ \\ P_{M}:100=nP_{A}:\%\\ \\ P_{M}=(nP_{A}+mP_{B}) \end{matrix}

Ora introduciamo una nuova formula:
% =n_{mol}\cdot (100)\cdot (\frac{P_a}{P_M})

composizione percentuale = numero di moli
dell’elemento X 100 per il rapporto del peso

atomico dell’elemento fratto il peso molecolare
della molecola.

Il vantaggio qual è? Che tale composizione è
indipendente dalla massa di campione, per

cui è possibile sceglierne una arbitraria se
non imposta dall’esercizio.

COMPOSIZIONE PERCENTUALE DEI COMPOSTI –
ESEMPI

1) Calcoliamo la composizione percentuale degli
elementi che compongono l’acqua (H₂O)

il rapporto molare è: 1 mol H₂O = 2 mol H = 1 mol O

\begin{matrix} \%_{H} :\\ 2\cdot (100)\cdot (\frac{1}{18})=11, 11\% \\ \\ \%_{O}:\\ 1\cdot (100)\cdot (\frac{16}{18})=88,88\% \end{matrix}

2) Si calcoli la composizione percentuale degli
elementi che compongono l’acqua ossigenata H₂O₂

il rapporto molare è: 1 mol H₂O₂ = 2 mol H = 2 mol O

\begin{matrix} \%_{H}:\\ 2\cdot (100)\cdot (\frac{1}{34})=5,88\% \\ \\ \%_{O} :\\ 2\cdot (100)\cdot (\frac{16}{34})=94,11\% \end{matrix}

3) Calcoliamo la composizione percentuale degli
elementi che compongono l’acido cloridrico HCl

il rapporto molare è: 1 mol HCl = 1 mol H = 1 mol Cl

\large \begin{matrix} \%_{H} :\\ \\ 1\cdot (100)\cdot (\frac{1,00}{36,45})=\\ =2,74\% \\ \end{matrix}

\large \begin{matrix} \%_{Cl}:\\ \\ 1\cdot (100)\cdot (\frac{35,45}{36,45})=\\ =97,25\% \end{matrix}

Ora si può procedere in modo mnemonico per
altri esempi.

COMPOSIZIONE PERCENTUALE DEI COMPOSTI CHIMICI –
Composti coordinati

1) Qual è la composizione percentuale del
Solfato di rame pentaidrato?
CuSO₄ x 5H₂O
il rapporto molare è: 1 mol CuSO₄ • 5H₂O = 10 mol H = 1 mol Cu = 1mol S =9 mol O

La composizione percentuale dell’acqua, quindi,
sarà:

\begin{matrix} \%_{H_{2}O}:\\ 5\cdot (100) \cdot (\frac{18,0\frac{g}{mol}}{249,609\frac{g}{mol}})=\\ \\ =36,05\% \end{matrix}

(La somma fra %O e %H fa 61,69 ma si trascurano
i quattro ossigeni del solfato). Da qui una
simpatica formuletta per uscire da ogni guaio:

g_sale coordinato • (%H₂O/100) = gH₂O_coordinante (vedi qui)

La %H₂O è costante per penta-coordinazione
del solfato di rame, ma va ricalcolata per altri
sali o per altre coordinazioni del sale stesso.

2) Quanto solfato di rame occorre affinché
10 g di H₂O lo penta-coordinino?

\small \begin{matrix} g_{\textit{sale coordinato}}\cdot 0,36=10g\\ \\ g_{\textit{sale coordinato}}=\frac{10}{0,36}=27,77&\\ \end{matrix}

27,77 g di solfato di rame si fanno coordinare da 10 g
di acqua

Occorre un altro esempio per fissare il concetto:
3) Qual è la composizione percentuale del cloruro

di magnesio esa-idrato MgCl₂ • 6 H₂O e la massa
(peso o grammi) di sale anidro coordinabile dal
4 g di acqua? Bando alla ciance, cominciamo!

Il rapporto molare in MgCl₂ x 6 H₂O è:
“1 : 2 : 6”
ogni mole di sale contiene una mole di magnesio,
due di cloro e sei di acqua.

Quindi, dodici di idrogeno e sei di ossigeno.

\begin{matrix} \%_{H}:\\ \\ 12\cdot (100)\cdot (\frac{1,00\frac{g}{mol}}{203,31\frac{g}{mol}})=\\ \\ =5,90\% \end{matrix}

\begin{matrix} \%_{Mg}:\\ 1\cdot (100)\cdot ( \frac{24,30\frac{g}{mol}}{203,31\frac{g}{mol}})=\\ \\ =11,95\% \end{matrix}

\begin{matrix} \%_{O}:\\ 6\cdot (100)\cdot (\frac{16,00\frac{g}{mol}}{203,31\frac{g}{mol}})=\\ =47,21\% \end{matrix}

\begin{matrix} \%_{Cl}:\\ 2\cdot (100)\cdot (\frac{35,45\frac{g}{mol}}{203,31\frac{g}{mol}})=\\ =34,87\% \end{matrix}

La percentuale di acqua è:

\begin{matrix} \%H_{2}O:\\ 6\cdot (100)\cdot (\frac{18,00\frac{g}{mol}}{203,31\frac{g}{mol}})=\\ =53,12\% \end{matrix}

g_sale coordinato • (%H₂O/100) = gH₂O_coordinante

Diventa:
g_sal coor • 0,5312 = 4,00 g
g_sale coordinato = \frac{4}{0,5312} = 7,53 g

Occorrono 7,53 g di cloruro di magnesio affinché 4 g d’acqua lo
esa-coordinino.

Composizione percentuale dei composti chimici –
Calcolo del peso molecolare

\begin{matrix} \%_{A} \cdot P_{M}=100\cdot nP_{A}\\ \end{matrix}

\scriptsize \begin{matrix} \%_{A} \cdot nP_{A}+\%_{A} \cdot mP_{B}=100\cdot nP_{A}\\ \end{matrix}

\begin{matrix} mP_{B}=(\frac{100\cdot nP_{A}-\%_{A} \cdot nP_{A}}{\%_{A}})\\ \\ mP_{B}=nP_{A}(\frac{100}{\%_{A}}-1) \end{matrix}

Un composto incognito binario XCl₃ ha
composizione percentuale del cloro pari
a 79,76% SI determini il P_M di X:

Da lettura della tavola periodica è l’alluminio Al.
Quindi, il composto incognito è il cloruro di
alluminio AlCl₃.

Calcolo della purezza di un campione grezzo

Un campione grezzo di silvite (cloruro di potassio KCl)
ha una composizione percentuale di potassio del 17%.
Si calcoli la percentuale di Cl. Dati:

Le % teoriche sono molto più grandi rispetto alle sperimentali, quindi il minerale è molto impuro.
Prendiamo, ora, 100 g di questo campione grezzo:

\frac{gK}{P_MK} = \frac{17}{39,09} = 0,43 mol
(il 17% di 100 è 17 g)

1 mol KCl = 1 mol K = 1 mol Cl per cui

\begin{matrix} g_{KCl}:\\ 0,43 mol \cdot PM(KCl) =\\ =0,43 mol \cdot 74,45\frac{g}{mol} \end{matrix}

32,37 g di silvite e 67 grammi di impurezza.

Esercizi di approfondimenti

Un campione grezzo di rutilo (biossido di TiO₂)
ha una composizione percentuale di ossigeno
del 33%. Si calcoli la percentuale di Ti.

P_M (TiO₂) = 79,86 \frac{g}{mol} Pa (Ti) = 47,86 \frac{g}{mol} Pa (O) =16,00 \frac{g}{mol}

Come prima, le percentuali teoriche sono assai
maggiori, quindi ci aspettiamo un’impurità alta.

Prendiamo, ora, 100 g di questo campione grezzo:

\frac{gTi}{P_MTi} = \frac{33}{47,86} = 0,68 mol
(il 33% di 100 è 33 g)
1 mol TiO₂ = 1 mol Ti = 2 mol O

per cui:

\begin{matrix} g_{TiO_{2}}:\\ (0,68mol)\cdot (PM_{TiO_{2}})\\ \\ (0,68{\color{Red} mol})\cdot (79,86\frac{g}{{\color{Red} mol}})=\\ =54,30g\\ \end{matrix}

54,30g di rutilio e 45,69g di impurezza

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