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Sommaire- Données & formules
Masse molaire des constituants Conversion molaire vers pondérale Conversion Pondérale vers molaire 
Formule de SEGER Conversion en Formule de SEGER
 
 
Conversion de Formules / Pondérales / Molaires / Seger

par Smart.Conseil

 
 
Pour tout céramiste qui veut travailler sur les glaçures arrive un moment où il faut faire des calculs sur les recettes, des conversions de formules, des substitutions de matières.
 
Vous trouverez ici les éléments de calcul pour convertir une composition chimique dont les constituants sont exprimés en % pondéral vers une expression en % molaire et réciproquement.
 
Le % pondéral sert en général a effectuer des calculs de substitution tandis que l'expression en % molaire (expression basée sur le rapport du nombre des molécules de chaque oxyde sur le nombre total des molécules de la composition) est utilisé pour effectuer des calculs de propriétés de compositions (dilatation, tension superficielle, brillance, température de fusion ...).
 
La masse molaire est la masse d'une mole d'un composé. Une mole correspond à un nombre de 6.02 x 1023 molécules élémentaires. Ce nombre, 6.02 x 1023, a été défini par Avogadro (1776-1856) en se basant sur le nombre d'atomes d'hydrogene contenus dans 1 gramme d'hydrogene. La masse molaire est donc la masse d'un paquet (6,02 x 1023 ) de molécules élémentaires pour un élément donné.
Exemple : 6.02 x 1023 atomes d'oxygène (O) et 6.02 x 1023 atomes de calcium (Ca) ont une masse de 56,0794 grammes dans le composé CaO (oxyde de Calcium).
 
Le tableau ci-après résume les masses molaires des oxydes courants en céramique.
 
1) LES ÉLÉMENTS LES PLUS COURANTS DANS UNE GLAÇURE :
 
OXYDES DE FORME R-O :
 

Type

Désignation

Nom courant

Masse molaire (en g)

CaO

Oxyde Calcium

Calcium

56.0794

ZnO

Oxyde de Zinc

Zinc

81.3794

MgO

Oxyde de Magnésium

Magnésium

40.3044

BaO

Oxyde de Baryum

Baryum

153.3394

PbO

Oxyde de Plomb

Plomb

223.1994

SrO

Oxyde de Strontium

Strontium

103.6194

 
OXYDES DE FORME R2-O :
 

Type

Désignation

Nom courant

Masse molaire (en g)

Na2O

Oxyde de Sodium

Soude

61.9790

K2O

Oxyde de Potassium

Potasse

94.1954

Li2O

Oxyde de Lithium

Lithium

29.8814

 
OXYDES DE FORME R2-O3
 

Type

Désignation

Nom courant

Masse molaire (en g)

Al2O3

Oxyde d'Aluminium

Alumine

101.9612

B2O3

Oxyde de Bore

Bore

69.6182

Fe2O3

Oxyde de Fer

Fer

159.6952

 
OXYDES DE FORME R-O2 
 

Type

Désignation

Nom courant

Masse molaire (en g)

SiO2

Oxyde de Silicium

Silice

60.0848

ZrO2

Oxyde de Zirconium

Zircon

123.2188

TiO2

Oxyde de Titane

Titane

79.8788

 
AUTRES FORMES
 

Type

Désignation

Nom courant

Masse molaire (en g)

P2O5

Oxyde de Phosphore

Phosphore

141.9446

 
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2) CONVERSION D'UNE FORMULE MOLAIRE EN FORMULE PONDÉRALE :
Il est possible que vous ayez recueilli une formule de glaçure sous forme d'une formule molaire telle que la présentation encore assez courante d'une formule de SEGER.
Cette présentation tient compte du classement des oxydes avec comme condition que la somme des oxydes basiques soit égale à 1.
 
Exemple de présentation de SEGER (en fractions molaires) :
 
 
Oxydes basiques
Oxydes amphotères
Oxydes acides
Na2O
0.067
K2O
0.091
CaO
0.121
BaO
0.066
ZnO
0.655
 
Somme
1.000
Al2O3
0.041
SiO2
0.920
TiO2
0.044
B2O3
0.290
 
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Cette même formule de glaçure pourrait aussi vous être présentée sous forme d'une liste de % molaires :
 
 
Na2O
2.92%
K2O
3.97%
CaO
5.27%
BaO
2.88%
ZnO
28.54%
Al2O3
1.79%
SiO2
40.09%
TiO2
1.92%
B2O3
12.64%
Total :
100.00%
 
Ces 2 présentations sont deux expressions différentes des rapports molaires, mais le résultat est le même lors de la composition de la glaçure. Toutes les 2 prennent en compte les quantités de molécules élémentaires entre elles au sein d'une même composition.
 
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La conversion vers une formule pondérale peut être faite avec l'une ou l'autre sans distinction. Prenons la formule exprimée en % molaires :
 
La Fraction massique par oxyde est le produit de la fraction molaire de SEGER par la masse molaire, exemple pour Na2O, la fraction massique est 2.92 * 61.9790 = 181.002
Le % pondéral est de rapport de chaque fraction massique sur le total des fractions massiques, exemple pour Na2O le % pondéral est (181.002 / 7236.985) * 100 = 2.50 %
 
 
Oxydes
% molaires
Masse molaire
Fraction massique
% pondéral
Na2O
2.92%
61.9790
181.002
2.50 %
K2O
3.97%
94.1954
371.930
5.14 %
CaO
5.27%
56.0794
295.777
4.09 %
BaO
2.88%
153.3394
441.150
6.10 %
ZnO
28.54%
81.3794
2323.180
32.10 %
Al2O3
1.79%
101.9612
182.043
2.52 %
SiO2
40.09%
60.0848
2409.237
33.29 %
TiO2
1.92%
79.8788
153.185
2.12 %
B2O3
12.64%
69.6182
879.477
12.15 %
Total :
100.00%
Total frac mass :
7236.985
100.00 %
 
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Maintenant la même chose en prenant la formule de SEGER :
 
La Fraction massique par oxyde est le produit du % molaire par la masse molaire, exemple pour Na2O, la fraction massique est 0.067 * 61.9790 = 4.15
Le % pondéral est de rapport de chaque fraction massique sur le total des fractions massiques, exemple pour Na2O le % pondéral est (4.15 / 166.09) * 100 = 2.50 %
 
 
Oxydes
SEGER
Masse molaire
Fraction massique
% pondéral
Na2O
0.067
61.9790
4.15
2.50 %
K2O
0.091
94.1954
8.54
5.14 %
CaO
0.121
56.0794
6.79
4.09 %
BaO
0.066
153.3394
10.12
6.10 %
ZnO
0.655
81.3794
53.32
32.10 %
Al2O3
0.041
101.9612
4.18
2.52 %
SiO2
0.920
60.0848
55.29
33.29 %
TiO2
0.044
79.8788
3.52
2.12 %
B2O3
0.290
69.6182
20.18
12.15 %
Total :
2.295
Total frac mass :
166.09
100.00 %
 
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 2) CONVERSION D'UNE FORMULE PONDÉRALE EN FORMULE MOLAIRE :
 
A l'inverse, il est possible de convertir une formule exprimée en % pondéral (% de poids des constituants) vers une formule exprimée en % molaires, puis de la transformer en formule de SEGER si nécessaire.
 
La Fraction molaire par oxyde est le quotient du % pondéral par la masse molaire, exemple pour Na2O, la fraction molaire est (2.50*100) / 61.9790 = 4.03. On multiplie le % pondérale par 100 pour avoir des nombres plus grands.
Le % molaire est de rapport de chaque fraction molaire sur le total des fractions molaires, exemple pour Na2O le % molaire est (4.03 / 138.179) * 100 = 2.92 %
 
 
Oxydes
% pondéral
Masse molaire
Fraction molaire
% molaire
Na2O
2.50 %
61.9790
4.03
2.92 %
K2O
5.14 %
94.1954
5.48
3.97 %
CaO
4.09 %
56.0794
7.29
5.27 %
BaO
6.10 %
153.3394
3.97
2.88 %
ZnO
32.10 %
81.3794
39.44
28.54 %
Al2O3
2.52 %
101.9612
2.47
1.79 %
SiO2
33.29 %
60.0848
55.39
40.09 %
TiO2
2.12 %
79.8788
2.65
1.92 %
B2O3
12.15 %
69.6182
17.46
12.64 %
Total :
100.00 %
Total frac mol :
138.179
100.00 %
 
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Pour transformer la formule de % molaire en expression de SEGER :
 
Faire la somme des % molaires des oxydes basiques, ici il faut additionner les % de Na2O, K2O, CaO, BaO et ZnO ce qui fait : 2.92% + 3.97% + 5.27% + 2.88% + 28.54% = 43.57% soit 0,4357 pour 1.
 
La formule selon SEGER doit donner un total de 1 pour les constituants basiques. Le coefficient a appliquer pour que la somme des constituants basiques soit égale à 1 est : 1 / 0.4357 = 2.295
Il faudra donc multiplier tous les % molaires par 2.295 dans cette formule pour la transformer en formule de SEGER.
Exemple pour Na2O : (2.92/100) * 2.295 = 0.067
 
 
Oxydes
% molaires
Coefficient
Formule de SEGER
Somme basiques
Na2O
2.92%
2.295
0.067
0.067
K2O
3.97%
2.295
0.091
0.091
CaO
5.27%
2.295
0.121
0.121
BaO
2.88%
2.295
0.066
0.066
ZnO
28.54%
2.295
0.655
0.655
Al2O3
1.79%
2.295
0.041
-
SiO2
40.09%
2.295
0.920
-
TiO2
1.92%
2.295
0.044
-
B2O3
12.64%
2.295
0.290
-
Total :
100.00%
Total frac mass :
2.295
1.000
 
Nous avons raisonné ici en termes de "glaçure" a partir de l'exemple détaillé, il est bien évident que ces conversions peuvent s'appliquer de la même façon aux pâtes, aux engobes et autres compositions du même type.
 
 

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