Metoda combustiei

În vedere determinării compoziţiei şi proprietăţilor substanţelor organice,
asupra probelor de substanţă necunoscută se efectuează mai multe seturi de
analize. Analizele la care este supusă proba pot fi clasificate în trei categorii,
în funcţie de întrebarea la care răspund:

1. Analiza calitativă - răspunde la întrebarea "Care sunt elementele chimice din
care este compusă substanţa analizată?"
2. Analiza cantitativă - răspunde la întrebarea "Ce cantitate din fiecare element
determinat se găseşte în substanţa analizată?"
3. Analiza funcţională - răspunde la întrebarea "Ce grupări funcţionale
determină proprietăţile substanţei analizate?" 

În cele ce urmează, voi prezenta una dintre metodele folosite în vederea
determinării cantitative a elementelor chimice care compun o substanţă organică.
Substanţele organice au proprietatea de a arde şi de a se transforma în dioxid de
carbon, apă şi ale gaze (în funcţie de elementele organogene).

Voi prezenta în continuare o modalitate de a determina formula moleculară a unei
substanţe organice supusa combustiei şi ale cărei rezultate se cunosc.

Problema:

O substanţă organică A, având densitatea vaporilor săi în raport cu aerul
d=3,045 a fost supusă combustiei. Din 4,4 mg substanţă A s-au obţinut 8,8 mg CO2
si 3,6 mg H2O. Determinaţi formula moleculară a substanţei A.

Rezolvare:

Pentru rezolvare vom ţine cont că hidrogenul şi carbonul care se regăseşte în
apa respectiv dioxidul de carbon rezultat provine de la substanţa organică.
Raţionamentul de determinare a cantităţilor de C respectiv de H porneşte de la
conţinutul molar al cele două elemente. Astfel:
pentru C:
44 g CO2 ...................................................12 g C
8,8 mg CO2 (rezultat din combustie)............x mg C

de unde x=2,4 mg C

Analog, pentru H:
18 g H2O .....................................................2 g H
3,6 mg H2O (rezultată din combustie)..........y mg H

de unde y=0,4 mg H

Însumînd cele două valori x + y=2,4 + 0,4 = 2,8 mg C şi H.
Comparând această valoare cu cantitatea de substanţă supusă combustiei vom
observa ca există o diferenţă de 1,6 mg. Aceasta diferentă ne informează că pe
lângă C şi H, în substanţa supusă analizei există şi O.
Avand aceste date vom determina formula procentuală a substanţei A:

4,4 mg A ........ 2,4 mg C ......... 0,4 mg H .......... 1,6 mg O
100 mg A ........ %C .................... %H ................... %O

de unde: %C=54,54%; %H=9,09% şi %O=36,36%
Masa moleculară a substanţei A se determină pe baza densităţii relative
MA=d*Maer=3,045*28,9=88 g/mol

Având la dispoziţie aceste date se aplica algoritmul descris în acest articol.