Análisis de combustión - Combustion analysis
El análisis de combustión es un método usado tanto en la química orgánica y química analítica para determinar la elemental composición (más precisamente fórmula empírica ) de un compuesto orgánico puro por la combustión de la muestra en condiciones en que los productos de combustión resultantes pueden analizarse cuantitativamente. Una vez que se ha determinado el número de moles de cada producto de combustión, se puede calcular la fórmula empírica o una fórmula empírica parcial del compuesto original.
Las aplicaciones para el análisis de combustión involucran solo los elementos de carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N) y azufre (S) ya que la combustión de materiales que los contienen convierte estos elementos a su forma oxidada (CO 2 , H 2 O, NO o NO 2 y SO 2 ) en condiciones de alta temperatura y alto oxígeno. Intereses notables para estos elementos implican medir el nitrógeno total en los alimentos o piensos para determinar el porcentaje de proteínas, medir el azufre en los productos del petróleo o medir el carbono orgánico total (COT) en el agua.
Historia
El método fue inventado por Joseph Louis Gay-Lussac . Justus von Liebig estudió el método mientras trabajaba con Gay-Lussac entre 1822 y 1824 y mejoró el método en los años siguientes a un nivel que podría utilizarse como procedimiento estándar para el análisis orgánico.
Tren de combustión
Un tren de combustión es una herramienta analítica para la determinación de la composición elemental de un compuesto químico . Con el conocimiento de la composición elemental se puede derivar una fórmula química . El tren de combustión permite la determinación de carbono e hidrógeno en una sucesión de pasos:
- combustión de la muestra a altas temperaturas con óxido de cobre (II) como agente oxidante ,
- recolección del gas resultante en un agente higroscópico ( perclorato de magnesio o cloruro de calcio ) para atrapar el agua generada,
- recolección del gas restante en una base fuerte (por ejemplo, hidróxido de potasio ) para atrapar el dióxido de carbono generado.
La determinación analítica de las cantidades de agua y dióxido de carbono producidas a partir de una cantidad conocida de muestra da la fórmula empírica. Por cada átomo de hidrógeno en el compuesto se produce 1/2 equivalente de agua , y por cada átomo de carbono en el compuesto se produce 1 equivalente de dióxido de carbono .
Hoy en día, los instrumentos modernos están lo suficientemente automatizados para poder realizar estos análisis de forma rutinaria. Las muestras necesarias también son extremadamente pequeñas: 0,5 mg de muestra pueden ser suficientes para obtener un análisis de CHN satisfactorio.
Métodos modernos
El vapor de agua, el dióxido de carbono y otros productos pueden separarse mediante cromatografía de gases y analizarse mediante un detector de conductividad térmica .
Ver también
- Analizador de CHN
- Elementar , un gran fabricante de analizadores de combustión
- Método Kjeldahl , un análisis alternativo del contenido de CHN
Referencias
- ^ Frederic L. Holmes (1963). "Análisis elemental y los orígenes de la química fisiológica". Isis . 54 (1): 50–81. doi : 10.1086 / 349664 . JSTOR 228728 .
- ^ Pavía, Donald (2008). Introducción a la espectroscopia . Brooks Cole. pag. 2. ISBN 978-0495114789 .