Calculadora de Composició Percentual - Eina de Percentatge de Massa

Què és la composició percentual?

La composició percentual és la massa d’una part d’una substància, expressada com a percentatge de la massa total. Una calculadora de composició percentual pren una massa total i la massa de cada component, i després indica quina proporció del total aporta cada component.

Els químics la fan servir per comprovar de què està formada una mostra desconeguda. Els fabricants la fan servir per confirmar que un lot coincideix amb la seva recepta. Qualsevol persona que compari les masses dels ingredients o dels aliatges amb el total pot utilitzar el mateix mètode.

Fórmula de la composició percentual

$P = \frac{m}{M} \times 100\%$

on P és la composició percentual, m és la massa del component i M és la massa total.

La massa del component i la massa total han d’utilitzar la mateixa unitat, normalment grams. El resultat és un percentatge: quantes parts de 100 aporta el component al total.

Com es calcula la composició percentual

1. Divideix la massa del component per la massa total.
2. Multiplica el resultat per 100 per convertir-lo en un percentatge.
3. Arrodoneix el resultat. Aquesta calculadora arrodoneix fins a dos decimals i conserva dues xifres significatives en lloc d’això per a una proporció inferior a 0,005 %, de manera que un component traça mai no es notifica com a 0 %. Un gram en un milió de grams es mostra com a 0,0001 %.

Exemple resolt

Una mostra pesa 100 grams. Conté 40 grams de carboni.

$\frac{40\text{ g}}{100\text{ g}} \times 100\% = 40\%$

El carboni constitueix el 40 % de la massa de la mostra.

Com gestiona aquesta calculadora la massa total

Aquesta calculadora té dues entrades separades: un camp de Massa total i un camp de massa per a cada component. No suma les masses dels components per tu ni obliga que els resultats sumin 100 %. Cada percentatge es calcula dividint la massa del component pel valor que hi hagi al camp de Massa total.

Això és important quan les masses dels components no sumen el total. Per exemple, introdueix una massa total de 100 g i afegeix dos components: carboni, amb 30 g, i hidrogen, amb 30 g. La calculadora indica 30 % per a cadascun, i els dos percentatges sumen 60 %, no 100 %, perquè els components només representen 60 g dels 100 g totals.

Per obtenir percentatges que sumin 100 %, estableix el camp de Massa total igual a la suma de les masses dels components. Això és habitual en el treball de laboratori: si una mostra pesa 150 g i l’anàlisi determina que conté 135 g de coure i 15 g d’estany, introduir 150 com a massa total dona 90 % de coure i 10 % d’estany, que sí que sumen 100 % perquè s’ha comptabilitzat cada gram.

Si el percentatge d’un sol component supera 100 %, la massa introduïda per a aquest component és superior a la massa total. Com que una part no pot pesar més que el tot al qual pertany, això sol indicar que la massa total o la massa del component s’ha introduït incorrectament.

Només els components amb una massa superior a zero apareixen a la llista de resultats i al gràfic de sectors. Se salta qualsevol component que es deixi en blanc o al qual s’assigni una massa de zero.

Com trobar la composició percentual a partir d’una fórmula química

Aquesta calculadora parteix de masses que ja tens. Si, en canvi, comences amb una fórmula química, primer has de calcular la massa que aporta cada element:

1. Consulta la massa molar de cada element de la fórmula.
2. Multiplica la massa molar de cada element pel nombre d’àtoms d’aquest element que apareixen a la fórmula.
3. Suma aquests valors per obtenir la massa molar total del compost.
4. Divideix la contribució de massa de cada element per la massa molar total i multiplica el resultat per 100.

Per a l’aigua (H₂O), utilitzant pesos atòmics estàndard d’aproximadament 1,008 per a l’hidrogen i 15,999 per a l’oxigen, la massa molar és 18,015 g/mol. L’hidrogen aporta 2 × 1,008 = 2,016 g/mol, que representa el 11,19 % del total. L’oxigen aporta 15,999 g/mol, que representa el 88,81 % del total. Un cop conegudes aquestes masses, es poden introduir a la calculadora com a masses dels components, amb la massa molar com a massa total.

La composició percentual a la pràctica

• Química. Comparar la composició mesurada d’un compost sintetitzat amb la composició que prediu la seva fórmula mostra si la reacció ha produït allò que es pretenia.
• Metal·lúrgia. Els aliatges es defineixen pels percentatges dels seus components. El bronze, per exemple, sol contenir 88–95% de coure i 5–12% d’estany; una mostra fora d’aquest interval és un aliatge diferent o està contaminada.
• Productes farmacèutics. Els fabricants comproven que l’ingredient actiu es mantingui dins d’un interval percentual aprovat en cada lot.
• Etiquetatge dels aliments. Una etiqueta que afirma «20 % de proteïnes» es basa en la massa de proteïnes dividida per la massa total de l’aliment.

Altres maneres d’expressar la composició

El percentatge en massa no és l’única manera de descriure què conté una mescla. El percentatge molar compara el nombre de molècules en lloc de la massa i és habitual en la química de les reaccions. El percentatge en volum, que apareix a les etiquetes de les begudes en expressions com «40 % d’alcohol», és estàndard per als líquids. Les parts per milió (ppm) s’utilitzen per a quantitats traça molt petites, com ara contaminants a l’aigua. La molaritat, és a dir, els mols de solut per litre de dissolució, és la unitat estàndard per a les dissolucions de laboratori. Quina cal utilitzar depèn de com s’hagi mesurat la substància.

Preguntes més freqüents

Què és la composició percentual?

És la massa d’un component d’una substància dividida per la massa total, expressada com a percentatge. Mostra quina quantitat de la massa total aporta cada part.

Quina és la fórmula de la composició percentual?

La composició percentual és $P = \frac{m}{M} \times 100\%$, on P és el percentatge, m és la massa del component i M és la massa total. Ambdues masses han d’estar expressades en la mateixa unitat.

Aquesta calculadora normalitza les masses dels components perquè sempre sumin 100 %?

No. Divideix la massa de cada component pel valor introduït al camp de Massa total. Si les masses dels components no sumen aquest total, els percentatges tampoc no sumaran 100 %. Per obtenir percentatges que sumin 100 %, estableix la massa total igual a la suma de les masses dels components.

Pot un percentatge superar 100 %?

Sí, si la massa d’un component s’introdueix com a superior a la massa total. Com que un component no pot pesar més que el conjunt de la mostra del qual forma part, un resultat superior a 100 % sol indicar un error en la introducció de la massa total o de la massa d’un component.

Com es troba la composició percentual a partir d’una fórmula química?

Calcula la massa molar del compost, determina quina massa aporta cada element segons el seu nombre d’àtoms, divideix la contribució de cada element per la massa molar total i multiplica el resultat per 100. Consulta l’exemple de l’aigua anterior.

Quines unitats s’han d’utilitzar?

Els camps de massa d’aquesta calculadora estan etiquetats en grams, i els resultats repeteixen en grams la massa de cada component. L’aritmètica és una proporció, de manera que qualsevol altra unitat de massa dona el mateix percentatge sempre que tots els components i la massa total utilitzin la mateixa unitat. Barrejar unitats, com ara introduir algunes masses en grams i el total en quilograms, dona percentatges incorrectes.

Quina diferència hi ha entre la composició percentual i el rendiment percentual?

La composició percentual descriu de què està formada una substància. El rendiment percentual descriu quina quantitat de producte ha produït realment una reacció en comparació amb la quantitat màxima possible. Tots dos són percentatges, però mesuren coses diferents.

Referències

1. Unió Internacional de Química Pura i Aplicada. Compendi de terminologia química de la IUPAC (el "Gold Book").
2. Institut Nacional d’Estàndards i Tecnologia. Masses atòmiques i composicions isotòpiques del NIST.
3. Harris, D. C. (2015). Anàlisi química quantitativa (9a ed.). W. H. Freeman and Company.
4. Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J. i Woodward, P. M. (2017). Chemistry: The Central Science (14a ed.). Pearson.