Rechner für Verbrennungsanalyse

Die Verbrennungsanalyse bestimmt die Elementzusammensetzung einer Verbindung anhand der Produkte einer vollständigen Verbrennung. Kohlenstoff aus der ursprünglichen Probe wird zu Kohlendioxid, Wasserstoff zu Wasser. Werden Stickstoffgas oder Schwefeldioxid aufgefangen, lassen sich auch Stickstoff und Schwefel quantifizieren. Sauerstoff in der ursprünglichen Verbindung wird häufig ermittelt, indem die Massen der gemessenen Elemente von der ursprünglichen Probenmasse abgezogen werden. Zunächst wird jede Produktmasse in eine Stoffmenge umgerechnet. Jedes Mol Kohlendioxid enthält ein Mol Kohlenstoffatome, jedes Mol Wasser zwei Mol Wasserstoffatome. Jedes Mol Stickstoffgas enthält zwei Mol Stickstoffatome und jedes Mol Schwefeldioxid ein Mol Schwefelatome. Die Multiplikation dieser Stoffmengen mit den atomaren Molmassen ergibt die Elementmassen für die Sauerstoffbestimmung durch Differenzbildung. Eine Verhältnisformel beschreibt das kleinste ganzzahlige Verhältnis der Atome. Die Stoffmengen der Elemente werden durch die kleinste positive Stoffmenge geteilt. Verhältnisse nahe ganzen Zahlen lassen sich direkt runden; Werte wie 1.5 oder 1.333 erfordern dagegen, alle Werte mit einem kleinen gemeinsamen Faktor zu multiplizieren. Wegen experimenteller Schwankungen sind die Verhältnisse selten exakt. Der Rechner sucht daher mit kleinen Multiplikatoren nach einer annähernd ganzzahligen Beziehung. Schlechte Messungen oder unreine Proben können dennoch irreführende Verhältnisse liefern. Eine Molekülformel ist ein ganzzahliges Vielfaches der Verhältnisformel. Wird die Molmasse angegeben, teilt der Rechner sie durch die Molmasse der Verhältnisformel und rundet auf die nächste positive ganze Zahl. Für Glucose ergibt die Verbrennung CH2O als Verhältnisformel. Deren Molmasse beträgt etwa 30.026 Gramm pro Mol. Eine gemessene Molmasse nahe 180.156 liefert den Faktor sechs und damit C6H12O6. Vollständige Verbrennung, quantitative Erfassung der Produkte und eine reine Probe sind wesentliche Voraussetzungen. Kohlenmonoxid, Ruß, zurückgehaltene Feuchtigkeit, Lecks oder nicht erfasste Heteroatome verfälschen das Ergebnis. Die Sauerstoffbestimmung durch Differenzbildung summiert alle Massenfehler und ist besonders empfindlich, wenn Sauerstoff nur einen kleinen Probenanteil ausmacht. Die optionalen Stickstoff- und Schwefelfelder sollten null bleiben, sofern diese Produkte nicht tatsächlich mit einer geeigneten Methode gemessen wurden. Nutzen Sie den Rechner zur Ordnung der Stöchiometrie und zur Kontrolle der Laborarbeit und geben Sie Formeln anschließend nur mit einer durch die Versuchsdaten gerechtfertigten Genauigkeit an.