Che cos'è l'analisi della combustione?
In chimica, l'analisi della combustione è un metodo utilizzato per determinare la composizione atomica di una sostanza. Usando questo metodo, un chimico può prendere una massa misurata con precisione di una sostanza sconosciuta e bruciarla in condizioni controllate, al fine di analizzare i prodotti della combustione e quindi determinare la formula empirica del campione. La formula empirica di una sostanza si riferisce al tipo di atomi che formano la sostanza e ai numeri relativi di ciascun tipo di atomo, espressi come il rapporto più semplice possibile in numeri interi. Per questo motivo, la formula empirica viene talvolta definita in chimica organica come la formula più semplice.
Mentre i metodi di analisi della combustione possono consentire a uno scienziato di determinare la formula empirica di una sostanza sconosciuta, non fornisce informazioni sulla formula molecolare o sulla formula strutturale della sostanza. Queste due formule forniscono informazioni aggiuntive che non possono essere accertate dall'analisi della combustione. La formula molecolare è molto simile alla formula empirica, con l'eccezione che, oltre a mostrare il tipo e il rapporto relativo di ciascun tipo di atomo, mostra anche il numero assoluto di atomi in ciascuna molecola della sostanza. La formula strutturale fornisce ancora più informazioni, mostrando esattamente come gli atomi nella molecola sono collegati tra loro.
L'analisi della combustione viene principalmente utilizzata per determinare le formule empiriche di composti organici a base di carbonio sconosciuti. Quando il campione del composto originale viene bruciato, in presenza di ossigeno, gli atomi di carbonio del campione vengono convertiti in anidride carbonica e gli atomi di idrogeno vengono convertiti in acqua. L'anidride carbonica è conosciuta come un "ossido" di carbonio, perché è costituito da un atomo di carbonio unito a due atomi di ossigeno. L'acqua è un ossido di idrogeno, poiché consiste di due atomi di idrogeno uniti con un atomo di ossigeno. Allo stesso modo, altri elementi presenti nel campione originale verranno convertiti, durante il processo di combustione, in ossidi degli elementi originali.
Uno strumento analizzatore di gas utilizzato per l'analisi della combustione è in genere costituito da una camera di combustione riscaldata, che viene fornita con un flusso di ossigeno e un numero di trappole. Il flusso di ossigeno passa attraverso la camera di combustione e quando il campione analizzato viene bruciato, questo flusso di ossigeno porta con sé i prodotti della combustione. Questi prodotti sono sotto forma di gas, che vengono trattenuti nelle trappole di uscita, dove possono essere misurati per completare l'analisi.