燃焼分析計算ツール（組成式）
概要：燃焼分析計算ツールです。試料とそこから生じるCO₂・H₂Oの質量から、C・H・Oの質量、物質量比、組成式、分子式を求めます。無料でWebブラウザ上で動作し、インストールは不要です。
試料の質量と、生成したCO₂とH₂Oの質量を入力します。N₂やその他の元素の質量百分率がわかっていれば追加し、残りを酸素とするか窒素とするかを選びます。各元素の質量、物質量比、1.33や1.5のような比に対する自動の掛け算、そしてモル質量を入力すれば分子式も表示されます。組成百分率を直接入力することもできます。
別の分析によるその他の元素（試料の質量%）
その他の元素
燃焼分析のしくみ
試料を過剰の酸素中で燃焼させます。炭素はすべてCO₂に、水素はすべてH₂Oになり、それらを捕集して質量を測ります。O₂を加えているため化合物中の酸素はこの方法では測定できず、差し引きで求めます。
- Cの質量 = CO₂の質量 × 12.011/44.009（CO₂ 1 gあたりC 0.2729 g）。
- Hの質量 = H₂Oの質量 × 2.016/18.015（H₂O 1 gあたりH 0.1119 g）。
- N（捕集したN₂または別の分析から）とその他の元素を加えます。
- Oの質量 = 試料の質量 −（C + H + その他の元素）。
- 各質量を物質量に換算し、最も小さい物質量で割ります。
- 比の端数がおよそ.5、.33、.25、.2、.17なら、すべての比に2、3、4、5、6を掛けます。その後で丸めます。
- 分子式 =（組成式）× n、ただしn = モル質量 ÷ 組成式量。
| 比の端数がおよそ | .5 | .33または.67 | .25または.75 | .2, .4, .6, .8 | .17または.83 |
|---|---|---|---|---|---|
| 掛ける数 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
使用している原子量：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。
例題
グルコース
0.2000 gを燃焼させるとCO₂ 0.2931 gとH₂O 0.1200 gが生じます。
C = 0.0800 g、H = 0.0134 g、O = 0.2000 − 0.0934 = 0.1066 g。物質量：C 0.00666、H 0.0133、O 0.00666、比は1 : 2 : 1。
CH₂O、M = 180.16ならC₆H₁₂O₆
ビタミンC（3倍する）
1.000 gからCO₂ 1.500 gとH₂O 0.409 gが得られます。
C 0.4094 g、H 0.0458 g、O 0.5449 g。物質量 0.0341 : 0.0454 : 0.0341 = 1 : 1.33 : 1。3を掛けます。
C₃H₄O₃、M = 176.1ならC₆H₈O₆
尿素（窒素を含む）
0.3000 gからCO₂ 0.2198 g、H₂O 0.1800 g、N₂ 0.1399 gが得られます。
C 0.0600 g、H 0.0201 g、N 0.1399 g、差し引きでO 0.0800 g。比は1 : 4 : 2 : 1。
CH₄N₂O
炭化水素（JEE形式）
炭化水素0.4300 gからCO₂ 1.3175 gとH₂O 0.6292 gが得られます。M = 86.18 g/mol。
C 0.3596 g、H 0.0704 g（合計0.4300 gなのでOなし）。比はC : H = 1 : 2.33。3を掛けます。
C₃H₇、分子式C₆H₁₄（ヘキサン）
組成百分率から
ある化合物はC 54.5%、H 9.1%で、残りはOです。M = 88 g/mol。
O = 36.4%。100 g中の物質量：C 4.54、H 9.03、O 2.28。比は2 : 4 : 1。
C₂H₄O、分子式C₄H₈O₂
酸素の有無の確認
CとHの合計が試料の質量に等しければ、酸素は含まれません。不足していれば、その差が酸素（または測定していない他の元素）です。
「なし」を選ぶと、どれだけの量が説明されずに残っているかがわかります。
質量の収支からOの有無がわかる
よくある間違い
- H₂Oの2を忘れる。H₂O 1分子にはH原子が2個あります：Hの物質量 = 2 × H₂Oの物質量。
- 早い段階で丸める。最終的な比までは有効数字を少なくとも4桁保ちましょう。1.33を1に丸めると誤った化学式になります。
- 1.5を2に丸める。x.5に近い比は、丸めるのではなく全体に2を掛けるという意味です。
- 生成物から直接Oを求める。CO₂とH₂O中のOの一部は供給されたO₂に由来します。Oは必ず差し引きで求めましょう。
- 組成式と分子式を混同する。組成式は最も簡単な比です。分子式を求めるにはモル質量が必要です。
- 合計が100にならない百分率。大きな差がある場合は、通常、元素の欠落（多くはO）か入力ミスです。
化学式がわかりましたか？無料のオンライン化学構造式エディタMolDrawで考えられる構造を描き、モル質量を確認しましょう。
MolDrawエディターを開くよくある質問
燃焼分析から組成式を求めるには？
CO₂の質量をCのグラム数に（× 12.011/44.009）、H₂Oの質量をHのグラム数に（× 2.016/18.015）換算します。Oは差し引きで求めます。それぞれを物質量に換算し、最小値で割り、必要なら整数倍します。
酸素を差し引きで求めるのはなぜですか？
試料は加えた酸素中で燃焼するため、CO₂とH₂O中のO原子の一部は供給されたO₂に由来します。試料の質量からC、H、その他の元素の質量を引くと、化合物中にあった酸素の量が得られます。
物質量比が1.5や1.33になったらどうしますか？
すべての比に同じ小さな整数を掛けます：.5なら×2、.33や.67なら×3、.25や.75なら×4、.2なら×5、.17なら×6。1 : 1.33は3 : 4になります。
分子式はどのように求めますか？
モル質量を組成式量で割って整数nを求め、すべての添字にnを掛けます。CH₂O（30.03 g/mol）でM = 180.16 g/molならn = 6となり、C₆H₁₂O₆です。
窒素はどのように測定しますか？
デュマ法では窒素をN₂ガスとして捕集し、その質量（または体積）からNの質量を求めます。ケルダール法ではNをNH₃に変換して滴定し、百分率を得ます。どちらを入力してもよく、その後Oは差し引きで計算されます。
代わりに組成百分率を入力できますか？
はい。組成百分率に切り替えて百分率を入力し、Oを空欄にすると差し引きで埋められます。百分率は100 gの試料中のグラム数として扱われます。
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