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Verbrennungsanalyse-Rechner (Verhältnisformel)
Kurz gesagt: Verbrennungsanalyse-Rechner: Aus den Massen einer Probe und des dabei gebildeten CO₂ und H₂O bestimmst du die Masse von C, H und O, die Stoffmengenverhältnisse, die Verhältnisformel und die Summenformel. Kostenlos, läuft im Webbrowser und braucht keinen Download.
Gib die Probenmasse und die Massen des entstandenen CO₂ und H₂O ein. Ergänze N₂ oder den Massenanteil weiterer Elemente, falls vorhanden, und wähle, ob der Rest Sauerstoff oder Stickstoff ist. Der Rechner zeigt die Masse jedes Elements, die Stoffmengenverhältnisse, einen passenden Multiplikator für Verhältnisse wie 1,33 oder 1,5 und – wenn du die molare Masse angibst – die Summenformel. Du kannst auch direkt eine prozentuale Zusammensetzung eingeben.
Weitere Elemente aus getrennten Analysen (Massen-% der Probe)
Weitere Elemente
So funktioniert die Verbrennungsanalyse
Die Probe verbrennt in überschüssigem Sauerstoff. Ihr gesamter Kohlenstoff landet in CO₂ und ihr gesamter Wasserstoff in H₂O; beide werden aufgefangen und gewogen. Den Sauerstoff der Verbindung kann man so nicht messen, weil O₂ zugeführt wurde, daher wird er aus der Differenz bestimmt.
- Masse C = Masse CO₂ × 12,011/44,009 (0,2729 g C pro g CO₂).
- Masse H = Masse H₂O × 2,016/18,015 (0,1119 g H pro g H₂O).
- N (aus aufgefangenem N₂ oder aus einer getrennten Analyse) und alle weiteren Elemente hinzufügen.
- Masse O = Probenmasse − (C + H + weitere Elemente).
- Jede Masse in Mol umrechnen und durch die kleinste Stoffmenge teilen.
- Endet ein Verhältnis auf etwa ,5, ,33, ,25, ,2 oder ,17, alle Verhältnisse mit 2, 3, 4, 5 oder 6 multiplizieren. Dann runden.
- Summenformel = (Verhältnisformel) × n, mit n = molare Masse ÷ Masse der Verhältnisformel.
| Verhältnis endet auf etwa | .5 | ,33 oder ,67 | ,25 oder ,75 | .2, .4, .6, .8 | ,17 oder ,83 |
|---|---|---|---|---|---|
| Multiplizieren mit | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Verwendete Atommassen: C 12,011, H 1,008, N 14,007, O 15,999, S 32,06, Cl 35,45, Br 79,904, P 30,974, F 18,998.
Rechenbeispiele
Glucose
0,2000 g verbrennen zu 0,2931 g CO₂ und 0,1200 g H₂O.
C = 0,0800 g, H = 0,0134 g, O = 0,2000 − 0,0934 = 0,1066 g. Stoffmengen: C 0,00666, H 0,0133, O 0,00666, Verhältnis 1 : 2 : 1.
CH₂O; mit M = 180,16 C₆H₁₂O₆
Vitamin C (mit 3 multiplizieren)
1,000 g ergibt 1,500 g CO₂ und 0,409 g H₂O.
C 0,4094 g, H 0,0458 g, O 0,5449 g. Stoffmengen 0,0341 : 0,0454 : 0,0341 = 1 : 1,33 : 1. Mit 3 multiplizieren.
C₃H₄O₃; mit M = 176,1 C₆H₈O₆
Harnstoff, mit Stickstoff
0,3000 g ergeben 0,2198 g CO₂, 0,1800 g H₂O und 0,1399 g N₂.
C 0,0600 g, H 0,0201 g, N 0,1399 g, O aus der Differenz 0,0800 g. Verhältnis 1 : 4 : 2 : 1.
CH₄N₂O
Kohlenwasserstoff (JEE-Stil)
0,4300 g eines Kohlenwasserstoffs ergeben 1,3175 g CO₂ und 0,6292 g H₂O. M = 86,18 g/mol.
C 0,3596 g, H 0,0704 g (zusammen 0,4300 g, also kein O). Verhältnis C : H = 1 : 2,33. Mit 3 multiplizieren.
C₃H₇, Summenformel C₆H₁₄ (Hexan)
Aus der prozentualen Zusammensetzung
Eine Verbindung enthält 54,5 % C und 9,1 % H, der Rest ist O. M = 88 g/mol.
O = 36,4 %. Stoffmengen in 100 g: C 4,54, H 9,03, O 2,28. Verhältnis 2 : 4 : 1.
C₂H₄O; Summenformel C₄H₈O₂
Auf Sauerstoff prüfen
Ergeben C + H zusammen die Probenmasse, ist kein Sauerstoff enthalten. Fehlt etwas, ist die Differenz Sauerstoff (oder ein anderes, nicht gemessenes Element).
Wähle „Nichts“, um zu sehen, wie viel Masse nicht erfasst ist.
Die Massenbilanz zeigt, ob O enthalten ist
Häufige Fehler
- Die 2 in H₂O vergessen. Jedes H₂O enthält zwei H-Atome: mol H = 2 × mol H₂O.
- Zu früh runden. Behalte mindestens vier signifikante Stellen bis zum endgültigen Verhältnis. 1,33 auf 1 gerundet ergibt die falsche Formel.
- 1,5 auf 2 runden. Ein Verhältnis nahe x,5 heißt: alles mit 2 multiplizieren, nicht runden.
- O direkt aus den Produkten bestimmen. Das O in CO₂ und H₂O stammt teilweise aus dem zugeführten O₂. Bestimme O immer aus der Differenz.
- Verhältnis- und Summenformel verwechseln. Die Verhältnisformel ist das einfachste Verhältnis. Für die Summenformel brauchst du die molare Masse.
- Prozentwerte, die nicht 100 ergeben. Eine große Lücke bedeutet meist, dass ein Element fehlt (oft O) oder ein Tippfehler vorliegt.
Formel gefunden? Zeichne mögliche Strukturen dazu in MolDraw, einem kostenlosen Online-Editor für chemische Strukturen, und prüfe ihre molare Masse.
MolDraw-Editor öffnenHäufig gestellte Fragen
Wie bestimme ich die Verhältnisformel aus einer Verbrennungsanalyse?
Rechne die Masse an CO₂ in Gramm C um (× 12,011/44,009) und die Masse an H₂O in Gramm H (× 2,016/18,015). Bestimme O aus der Differenz. Rechne alles in Mol um, teile durch den kleinsten Wert und multipliziere bei Bedarf auf ganze Zahlen.
Warum wird Sauerstoff aus der Differenz bestimmt?
Die Probe verbrennt in zugeführtem Sauerstoff, daher stammen die O-Atome in CO₂ und H₂O teilweise aus dem O₂. Zieht man die Massen von C, H und weiteren Elementen von der Probenmasse ab, erhält man den Sauerstoff, der in der Verbindung enthalten war.
Was mache ich, wenn ein Stoffmengenverhältnis 1,5 oder 1,33 ist?
Multipliziere alle Verhältnisse mit derselben kleinen ganzen Zahl: ×2 bei ,5, ×3 bei ,33 oder ,67, ×4 bei ,25 oder ,75, ×5 bei ,2, ×6 bei ,17. Aus 1 : 1,33 wird 3 : 4.
Wie erhalte ich die Summenformel?
Teile die molare Masse durch die Masse der Verhältnisformel, um n zu erhalten, eine ganze Zahl. Multipliziere jeden Index mit n. CH₂O (30,03 g/mol) mit M = 180,16 g/mol ergibt n = 6 und C₆H₁₂O₆.
Wie wird Stickstoff bestimmt?
Bei der Methode nach Dumas wird Stickstoff als N₂-Gas aufgefangen, und seine Masse (oder sein Volumen) liefert die Masse an N. Bei der Methode nach Kjeldahl wird N in NH₃ überführt und titriert, was einen Prozentwert ergibt. Gib einen der beiden Werte ein; O berechnet der Rechner danach aus der Differenz.
Kann ich stattdessen die prozentuale Zusammensetzung eingeben?
Ja. Wechsle zur prozentualen Zusammensetzung, gib die Prozentwerte ein und lass O leer, um es aus der Differenz zu ergänzen. Der Rechner behandelt die Prozentwerte als Gramm in einer 100-g-Probe.
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