Wat is verbrandingsanalyse?
In de chemie is verbrandingsanalyse een methode die wordt gebruikt om de atomaire samenstelling van een stof te bepalen. Met behulp van deze methode kan een chemicus een nauwkeurig gemeten massa van een onbekende stof nemen en deze onder gecontroleerde omstandigheden verbranden om de verbrandingsproducten te analyseren en zo de empirische formule van het monster te bepalen. De empirische formule van een stof verwijst naar het type atomen dat de stof vormt, en de relatieve getallen van elk type atoom, uitgedrukt als de eenvoudigst mogelijke verhouding in hele getallen. Om deze reden wordt de empirische formule in de organische chemie soms de eenvoudigste formule genoemd.
Hoewel verbrandingsanalysemethoden een wetenschapper in staat kunnen stellen de empirische formule van een onbekende stof te bepalen, biedt het geen informatie over de moleculaire formule of de structuurformule van de stof. Deze twee formules bieden aanvullende informatie die niet kan worden vastgesteld door verbrandingsanalyse. De moleculaire formule lijkt veel op de empirische formule, behalve dat het naast het type en de relatieve verhouding van elk type atoom ook het absolute aantal atomen in elk molecuul van de stof weergeeft. De structuurformule biedt nog meer informatie door exact te laten zien hoe de atomen in het molecuul met elkaar zijn verbonden.
Verbrandingsanalyse wordt voornamelijk gebruikt om de empirische formules van onbekende op koolstof gebaseerde organische verbindingen te bepalen. Terwijl het monster van de oorspronkelijke verbinding wordt verbrand, worden in aanwezigheid van zuurstof de koolstofatomen van het monster omgezet in koolstofdioxide en worden de waterstofatomen omgezet in water. Koolstofdioxide staat bekend als een "oxide" van koolstof, omdat het bestaat uit een koolstofatoom samengevoegd met twee zuurstofatomen. Water is een oxide van waterstof, omdat het bestaat uit twee waterstofatomen samengevoegd met één zuurstofatoom. Evenzo zullen andere elementen die aanwezig zijn in het oorspronkelijke monster tijdens het verbrandingsproces worden omgezet in oxiden van de originele elementen.
Een gasanalysatorinstrument dat wordt gebruikt voor verbrandingsanalyse bestaat typisch uit een verwarmde verbrandingskamer, die wordt voorzien van een stroom zuurstof, en een aantal vallen. De stroom zuurstof stroomt door de verbrandingskamer en terwijl het te analyseren monster wordt verbrand, draagt deze stroom zuurstof de verbrandingsproducten met zich mee. Deze producten hebben de vorm van gassen, die worden vastgehouden in de uitvoervallen, waar ze kunnen worden gemeten om de analyse te voltooien.