Fraction massique

La fraction massique w est une grandeur utilisée en agroalimentaire, chimie et en métallurgie pour représenter la composition d'un mélange ou d'un alliage, en indiquant la proportion de chaque composant (ingrédient) dans le mélange. La fraction massique w_i du composant i est le rapport de la masse m_i de ce composant à la masse m_tot du mélange[1] :

w_{i}={\frac {m_{i}}{m_{\text{tot}}}}

La fraction massique est comprise entre 0 et 1, et la somme des fractions massiques des divers composants vaut, si la liste est exhaustive, exactement 1. Notons que cette contrainte, dite de fermeture, implique sur les plans mathématique et statistique le recours à une approche algébrique non vectorielle, dite d'analyse des données compositionnelles (en).

En la multipliant par 100, on obtient le pourcentage massique, noté généralement, pour lever toute ambiguïté (par rapport à d'autres unités adimensionnelles), « % mas » (également « % m », « % poids » ou « % pds ») :

1 % mas = 1 g pour 100 g = 1 kg pour 100 kg

Cette unité est simple à utiliser et à comprendre, elle permet de décrire simplement la manière de fabriquer un mélange : il suffit de peser les composants. Cependant, elle ne reflète pas les proportions de nombres d'atomes ou de molécules ; lorsque cette information est importante, on utilise plutôt les pourcentages atomiques (« % at »). Ces grandeurs (pourcentage et fraction) sont adimensionnelles.

Relation entre fraction massique et concentration massique

La conversion de la concentration massique du composant i, notée ρ_i, vers la fraction massique $w_{i}$ , est donnée par :

w_{i}={\frac {\rho _{i}}{\rho }}

où ρ désigne la masse volumique du mélange.

Références

(en) « mass fraction, w », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)

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[1] (en) « mass fraction, w », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)