Qu'est-ce que l'analyse de combustion?
En chimie, l'analyse de la combustion est une méthode utilisée pour déterminer la composition atomique d'une substance. En utilisant cette méthode, un chimiste peut prendre une masse mesurée avec précision d'une substance inconnue et la brûler dans des conditions contrôlées, afin d'analyser les produits de combustion et ainsi déterminer la formule empirique de l'échantillon. La formule empirique d’une substance fait référence au type d’atomes qui la composent et aux nombres relatifs de chaque type d’atome, exprimé par le rapport le plus simple possible en nombres entiers. Pour cette raison, la formule empirique est parfois appelée en chimie organique la formule la plus simple.
Les méthodes d'analyse de la combustion peuvent permettre à un scientifique de déterminer la formule empirique d'une substance inconnue, mais elles ne fournissent aucune information sur la formule moléculaire ou la formule structurelle de la substance. Ces deux formules fournissent des informations supplémentaires qui ne peuvent pas être déterminées par une analyse de combustion. La formule moléculaire ressemble beaucoup à la formule empirique, à l'exception du fait qu'en plus d'indiquer le type et le rapport relatif de chaque type d'atome, elle indique également le nombre absolu d'atomes dans chaque molécule de la substance. La formule structurelle fournit encore plus d'informations en montrant exactement comment les atomes de la molécule sont liés les uns aux autres.
L'analyse de combustion est principalement utilisée pour déterminer les formules empiriques de composés organiques à base de carbone inconnus. Lors de la combustion de l'échantillon du composé d'origine, en présence d'oxygène, les atomes de carbone de l'échantillon sont convertis en dioxyde de carbone et les atomes d'hydrogène sont convertis en eau. Le dioxyde de carbone est connu comme un «oxyde» de carbone, car il est composé d'un atome de carbone relié à deux atomes d'oxygène. L'eau est un oxyde d'hydrogène, car elle consiste en deux atomes d'hydrogène liés à un atome d'oxygène. De même, d'autres éléments présents dans l'échantillon d'origine seront convertis, au cours du processus de combustion, en oxydes des éléments d'origine.
Un instrument d'analyse de gaz utilisé pour l'analyse de la combustion comprend généralement une chambre de combustion chauffée alimentée par un courant d'oxygène et un certain nombre de pièges. Le courant d'oxygène traverse la chambre de combustion et, lors de la combustion de l'échantillon à analyser, ce courant d'oxygène entraîne les produits de la combustion. Ces produits se présentent sous la forme de gaz, qui sont retenus dans les pièges de sortie, où ils peuvent être mesurés pour compléter l’analyse.