Co to jest analiza spalania?
W chemii analiza spalania jest metodą stosowaną do określenia składu atomowego substancji. Korzystając z tej metody, chemik może pobrać dokładnie zmierzoną masę nieznanej substancji i spalić ją w kontrolowanych warunkach, aby przeanalizować produkty spalania, a tym samym ustalić wzór empiryczny próbki. Empiryczny wzór substancji odnosi się do rodzaju atomów, które ją tworzą, oraz względnych liczb każdego rodzaju atomu, wyrażonych jako najprostszy możliwy stosunek w liczbach całkowitych. Z tego powodu wzór chemiczny jest czasami określany w chemii organicznej jako najprostszy wzór.
Chociaż metody analizy spalania mogą umożliwić naukowcom określenie wzoru empirycznego nieznanej substancji, nie dostarcza ona informacji ani o wzorze cząsteczkowym, ani o wzorze strukturalnym substancji. Te dwa wzory dostarczają dodatkowych informacji, których nie można ustalić za pomocą analizy spalania. Wzór cząsteczkowy jest bardzo podobny do wzoru empirycznego, z tym wyjątkiem, że oprócz pokazania rodzaju i stosunku względnego każdego rodzaju atomu pokazuje również bezwzględną liczbę atomów w każdej cząsteczce substancji. Wzór strukturalny zapewnia jeszcze więcej informacji, pokazując dokładnie, w jaki sposób atomy w cząsteczce są ze sobą powiązane.
Analiza spalania służy głównie do ustalenia wzorów empirycznych nieznanych związków organicznych na bazie węgla. Gdy próbka oryginalnego związku jest spalana, w obecności tlenu atomy węgla z próbki przekształcane są w dwutlenek węgla, a atomy wodoru przekształcane są w wodę. Dwutlenek węgla jest znany jako „tlenek” węgla, ponieważ składa się z atomu węgla połączonego z dwoma atomami tlenu. Woda jest tlenkiem wodoru, ponieważ składa się z dwóch atomów wodoru połączonych jednym atomem tlenu. Podobnie inne pierwiastki obecne w oryginalnej próbce zostaną przekształcone podczas procesu spalania w tlenki oryginalnych pierwiastków.
Przyrząd do analizy gazu wykorzystywany do analizy spalania zazwyczaj składa się z ogrzewanej komory spalania, która jest zasilana strumieniem tlenu i szeregu pułapek. Strumień tlenu przechodzi przez komorę spalania, a gdy analizowana próbka jest spalana, ten strumień tlenu przenosi ze sobą produkty spalania. Produkty te mają postać gazów, które są zatrzymywane w pułapkach wyjściowych, gdzie można je zmierzyć w celu zakończenia analizy.