Qu’un mélange contienne deux solides mélangés, deux liquides mélangés ou un solide dissous dans un liquide, le composé présent en plus grande quantité est appelé « solvant » et le composé présent en plus petite quantité est appelé « soluté ». Dans un mélange solide/solide, la concentration du soluté s’exprime le plus facilement en pourcentage en masse. Si le soluté est extrêmement dilué (c.-à-d. beaucoup moins de 1 % en masse), la concentration est habituellement exprimée en parties par million (ppm). Certains calculs impliquant une concentration exigent que le soluté soit exprimé en fraction molaire.
Calculer la concentration en pourcentage en masse en divisant la masse du soluté par la masse totale de l’échantillon et en multipliant par 100. Par exemple, si un échantillon d’alliage métallique contient 26g de nickel (Ni) et que la masse totale de l’échantillon est de 39g, alors
(26g Ni) / (39g) x 100 = 67% Ni
Concentration expresse des solutés dilués en ppm en divisant la masse du soluté par la masse totale de l’échantillon et en multipliant par 1 000 000 000. Ainsi, si un échantillon d’alliage métallique ne contient que 0,06g de Ni et que la masse totale de l’échantillon est de 105g, alors
(0,06 g Ni) / (105 g) x 1 000 000 000 = 571 ppm
Calculer la fraction molaire en divisant les moles de soluté par le nombre total de moles de soluté et de solvant. Il s’agit d’abord de convertir les masses du soluté et du solvant en moles, ce qui nécessite la connaissance des quantités de soluté et de solvant. La conversion en moles nécessite en outre les poids de formule du soluté et du solvant. Par exemple, considérez un alliage nickel/fer (Ni/Fe) qui contient 25 g de Ni et 36 g de Fe. Le poids de formule du Ni (déterminé à partir du tableau périodique) est de 58,69 grammes par mole (g/mol) et le poids de formule de Fe est de 55,85 g/mol. Par conséquent,
Moles de Ni = (25 g) / (58,69 g/mol) = 0,43 mol.
Moles de Fe = (36g) / (55,85) = 0,64 mole
La fraction molaire de Ni est alors donnée par (0,43) / (0,43 + 0,64) = 0,40.
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