L’analisi per combustione determina la composizione elementare di un composto, soprattutto organico, bruciandolo in eccesso di ossigeno e misurando le masse di CO_2 e H_2O prodotte. È un’applicazione diretta della stechiometria: tutto il carbonio del campione diventa anidride carbonica e tutto l’idrogeno diventa acqua.
Per un campione contenente carbonio, idrogeno ed eventualmente ossigeno:
Se l’ossigeno è presente nel composto, la sua massa si trova per differenza rispetto alla massa iniziale del campione:
Le masse degli elementi si trasformano poi in moli:
Dividendo tutte le moli per il valore più piccolo si ottiene il rapporto atomico minimo e quindi la formula empirica. Se è nota la massa molare del composto, la formula molecolare si ricava confrontando massa molare empirica e massa molare reale.
Procedura tipica:
| Passo | Scopo |
|---|---|
| misurare m_{CO_2} | risalire alle moli di carbonio |
| misurare m_{H_2O} | risalire alle moli di idrogeno |
| calcolare l’ossigeno per differenza | evitare di attribuire al campione l’ossigeno del comburente |
| convertire in moli | ottenere il rapporto atomico |
| normalizzare i rapporti | determinare la formula empirica |
L’errore più comune è tentare di calcolare direttamente l’ossigeno dalla massa di acqua o anidride carbonica: in questi prodotti l’ossigeno proviene anche dall’ossigeno usato nella combustione. Un secondo errore è confrontare masse invece di moli: la formula chimica esprime rapporti atomici, non rapporti ponderali.
Nelle analisi reali possono essere presenti anche azoto, zolfo, alogeni o residui inorganici. In quei casi servono misure supplementari o correzioni specifiche; la procedura elementare C-H-O funziona solo quando il problema dichiara chiaramente quali elementi sono presenti.
Vedi anche: Formula empirica, Stechiometria, Mole, Reagente limitante.