Calculez Xi = ni ÷ ntotal pour obtenir la fraction molaire de chaque composant d’un mélange. Saisissez directement les moles, convertissez d’abord les masses en moles ou affichez les résultats en pourcentage molaire.
Composants
Résultat
—
Enter moles for at least 2 components to compute mole fractions.
Composants
Résultat
—
Enter a mass and molar mass for at least 2 components to compute mole fractions.
Composants
Résultat
—
Enter moles for at least 2 components to compute mole percent.
4 min de lecture3 étapes6 termes3 exemples6 questionsXi = ni / ntotal
La fraction molaire (Xi) indique quelle part du nombre total de moles d’un mélange revient à un composant.
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Étapes
Comment utiliser cette calculatrice
3 étapes▸
1
Lister chaque composant
Ajoutez une ligne pour chaque substance du mélange et donnez-lui un nom court (A, B, NaCl, eau, ou tout nom qui permet de distinguer les lignes). Il faut au moins deux composants pour qu’une fraction molaire ait un sens.
2
Saisir les moles ou la masse
Dans l’onglet Fraction molaire, saisissez directement le nombre de moles de chaque composant. Si vous ne connaissez que la masse, passez à l’onglet À partir des masses et saisissez la masse ainsi que la masse molaire ; le calculateur convertira chaque valeur en moles (moles = masse ÷ masse molaire).
3
Lire la fraction molaire et le pourcentage molaire
La carte de résultat affiche la fraction molaire Xi de chaque composant (un nombre décimal entre 0 et 1) et, dans l’onglet Pourcentage molaire, la même valeur sous forme de pourcentage. Les fractions de tous les composants totalisent toujours 1 (100 %).
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Référence
Formule et méthodologie
3 formules▸
Fraction molaire
Xi = ni / ntotal
La fraction molaire du composant i (Xi) est le nombre de ses moles (ni) divisé par le nombre total de moles de tous les composants du mélange (ntotal = n1 + n2 + ... + nk). La fraction molaire est sans dimension et sans unité ; la somme de toutes les valeurs Xi d’un mélange est exactement égale à 1.
Pourcentage molaire
mole % = Xi × 100
Le pourcentage molaire exprime simplement la fraction molaire sur une échelle de 0 à 100 plutôt que de 0 à 1. Il est courant pour les mélanges gazeux et les compositions d’alliages, où les pourcentages sont plus intuitifs que les décimales.
Calcul des moles à partir de la masse
ni = massi / molar massi
Lorsque vous ne connaissez que la masse d’une substance, convertissez-la d’abord en moles à l’aide de sa masse molaire (en grammes par mole), puis appliquez la formule de fraction molaire aux moles obtenues.
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Glossaire
Termes clés expliqués
6 termes▸
Fraction molaireRapport entre le nombre de moles d’un composant et le nombre total de moles d’un mélange (Xi = ni/ntotal). C’est un nombre sans dimension compris entre 0 et 1 ; la somme des fractions molaires d’un mélange vaut 1.
Pourcentage molaireFraction molaire exprimée en pourcentage plutôt qu’en nombre décimal (Xi × 100). La somme des pourcentages molaires d’un mélange vaut 100 %.
MolesUnité SI de la quantité de matière (symbole mol). Une mole contient le nombre d’Avogadro (environ 6,022 × 10^23) de particules : atomes, molécules ou ions.
MélangeAssociation de deux substances ou plus (composants) mélangées physiquement mais non liées chimiquement, comme une solution, un alliage ou un mélange gazeux.
ComponentChacune des substances individuelles qui composent un mélange. Chaque composant possède sa propre fraction molaire, son nombre de moles et sa masse dans le mélange.
Nombre total de molesSomme des moles de tous les composants du mélange (ntotal = n1 + n2 + ... + nk). Cette valeur est le dénominateur utilisé pour calculer la fraction molaire de chaque composant.
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Situations types
Exemples concrets
3 exemples▸
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Mélange à deux composants
2 mol de A mélangées à 3 mol de B
Moles de A 2 molMoles de B 3 mol
Nombre total de moles = 2 + 3 = 5. X_A = 2/5 = 0.400 et X_B = 3/5 = 0.600. Les deux fractions totalisent exactement 1, ce qui confirme le calcul. Ajouter du composant B (par exemple, passer à 4 mol) augmenterait X_B et réduirait X_A : le composant qui représente la plus grande part des moles a toujours la fraction molaire la plus élevée.
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Calcul à partir des masses
58.44 g de NaCl mélangés à 36 g d’eau
Masse / masse molaire du NaCl 58.44 g / 58.44 g/molMasse / masse molaire de l’eau 36 g / 18 g/mol
NaCl : 58.44 g ÷ 58.44 g/mol = 1 mol. Eau : 36 g ÷ 18 g/mol = 2 mol. Total = 3 mol, donc X_NaCl = 1/3 = 0.333 et X_eau = 2/3 = 0.667. La fraction massique et la fraction molaire diffèrent ici : le NaCl représente environ 62 % du mélange en masse, mais seulement 33 % en moles, car sa masse molaire est bien supérieure à celle de l’eau.
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Conversion en pourcentage molaire
Même mélange de 2 mol A : 3 mol B, exprimé en pourcentage
X_A 0.400X_B 0.600
Multipliez chaque fraction molaire par 100 : X_A = 40.0 % et X_B = 60.0 %. Le pourcentage molaire et la fraction molaire décrivent la même composition ; le pourcentage est simplement plus facile à lire d’un coup d’œil, d’où son usage fréquent pour les mélanges gazeux et les spécifications d’alliages.
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Référence
Citer cette calculatrice
APA et MLA▸
Utilisez un de ces formats pour citer cette calculatrice dans un devoir ou un rapport.
La fraction molaire (Xi) indique quelle part du nombre total de moles d’un mélange revient à un composant. Les chimistes l’utilisent pour étudier les mélanges gazeux, la pression de vapeur (loi de Raoult) et les propriétés colligatives. Contrairement à la molarité ou au pourcentage massique, elle ne dépend ni du volume ni de la température, mais uniquement de la quantité de matière.
Comment fonctionne le calculateur de fraction molaire
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La fraction molaire de chaque composant correspond à son nombre de moles divisé par le nombre total de moles de tous les composants du mélange : Xi = ni / ntotal. Comme les moles de chaque composant sont incluses dans ce même total, la somme des fractions molaires vaut toujours exactement 1 (ou 100 % en pourcentage molaire). Le calculateur utilise cette somme comme vérification intégrée de chaque résultat.
Si vous connaissez la masse d’une substance plutôt que son nombre de moles, l’onglet À partir des masses convertit d’abord chaque masse en moles avec n = masse ÷ masse molaire, puis applique la même formule de fraction molaire aux moles obtenues.
Les entrées et leur signification
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Chaque ligne représente un composant du mélange : un nom court qui vous sert de repère, puis soit son nombre de moles, soit sa masse et sa masse molaire (respectivement en g et en g/mol). Il faut au moins deux composants, car une fraction molaire n’a de sens que par rapport au reste du mélange. La masse molaire d’une substance se trouve dans le tableau périodique ou à l’aide d’un calculateur de masse molaire ; elle s’exprime généralement en grammes par mole (g/mol).
Le résultat dépend surtout du nombre de moles d’un composant par rapport aux autres. Doubler les moles d’un composant minoritaire augmente sensiblement sa fraction et réduit légèrement celles des autres, puisque leur somme doit rester égale à 1.
Limites et cas particuliers
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La fraction molaire nécessite au moins deux composants, des quantités de moles non négatives et un total supérieur à zéro. Si ces conditions ne sont pas réunies, le calculateur affiche un message au lieu d’un résultat. Ne confondez pas fraction molaire, fraction massique et fraction volumique : si leurs masses molaires diffèrent beaucoup, un composant peut représenter la majorité de la masse tout en restant minoritaire en moles, ou l’inverse, comme dans l’exemple du sel et de l’eau ci-dessus. Dans les mélanges réactifs ou les systèmes fortement non idéaux, la fraction molaire se définit de la même façon, mais les calculs d’équilibre et de thermodynamique utilisent les activités plutôt que les fractions molaires brutes. Consultez une référence de chimie pour ces cas avancés.
❓
Questions
Questions fréquentes
6 questions▸
Quelle est la formule de la fraction molaire ?+
La fraction molaire est Xi = ni / ntotal : le nombre de moles d’un composant divisé par le nombre total de moles de tous les composants du mélange. C’est un nombre sans dimension compris entre 0 et 1.
Pourquoi la somme des fractions molaires vaut-elle 1 ?+
Les moles de chaque composant sont incluses dans le même total (ntotal). En additionnant ni/ntotal pour tous les composants, les numérateurs donnent exactement ntotal ; la somme se simplifie donc en ntotal/ntotal = 1. Le calculateur affiche cette somme pour vérifier chaque résultat.
Comment calculer la fraction molaire à partir des masses ?+
Convertissez d’abord la masse de chaque composant en moles à l’aide de sa masse molaire : moles = masse ÷ masse molaire (en g/mol). Une fois le nombre de moles connu pour chaque composant, appliquez la formule habituelle de la fraction molaire. L’onglet À partir des masses effectue automatiquement cette conversion.
Qu’est-ce que le pourcentage molaire ?+
Le pourcentage molaire correspond à la fraction molaire multipliée par 100 ; il s’exprime donc sur une échelle de 0 à 100 % plutôt que de 0 à 1. Les deux décrivent exactement la même composition. Le pourcentage molaire est souvent préféré pour les mélanges gazeux et les spécifications d’alliages.
Quelle est la différence entre fraction molaire et fraction massique ?+
La fraction molaire compare les composants selon leur quantité de matière (moles), tandis que la fraction massique les compare selon leur masse (grammes). Elles ne coïncident que si tous les composants ont la même masse molaire. Sinon, une substance peut dominer le mélange en masse tout en étant minoritaire en moles, ou l’inverse.
Quelles sont les unités de la fraction molaire ?+
La fraction molaire est sans dimension : la division des moles par les moles annule entièrement les unités. Le pourcentage molaire est lui aussi sans unité, mais il s’exprime en pourcentage plutôt qu’en nombre décimal.
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