燃烧分析计算器(实验式)
简而言之:燃烧分析计算器:根据样品及其生成的 CO₂ 和 H₂O 的质量,求出 C、H、O 的质量、物质的量之比、实验式和分子式。免费,在网页浏览器中运行,无需下载。
输入样品质量以及生成的 CO₂ 和 H₂O 的质量。如有 N₂ 或其他元素的质量分数,也可一并输入,并选择剩余部分是氧还是氮。计算器会显示各元素的质量、物质的量之比、针对 1.33 或 1.5 等比值的智能倍数,如果给出摩尔质量还会给出分子式。也可以直接输入百分组成。
其他元素的单独分析结果(占样品的质量 %)
其他元素
燃烧分析的原理
样品在过量氧气中燃烧,其中的碳全部转化为 CO₂,氢全部转化为 H₂O,二者被吸收并称量。由于加入了 O₂,化合物中的氧无法这样测定,因此用差减法求得。
- C 的质量 = CO₂ 的质量 × 12.011/44.009(每 g CO₂ 含 0.2729 g C)。
- H 的质量 = H₂O 的质量 × 2.016/18.015(每 g H₂O 含 0.1119 g H)。
- 加上 N(由收集的 N₂ 或单独分析得到)及其他元素。
- O 的质量 = 样品质量 −(C + H + 其他元素)。
- 把各质量换算为物质的量,并除以其中最小的物质的量。
- 如果比值的小数部分约为 .5、.33、.25、.2 或 .17,就把所有比值乘以 2、3、4、5 或 6,然后取整。
- 分子式 =(实验式)× n,其中 n = 摩尔质量 ÷ 实验式式量。
| 比值小数部分约为 | .5 | .33 或 .67 | .25 或 .75 | .2, .4, .6, .8 | .17 或 .83 |
|---|---|---|---|---|---|
| 乘以 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
所用原子量: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。
计算示例
葡萄糖
0.2000 g 燃烧生成 0.2931 g CO₂ 和 0.1200 g H₂O。
C = 0.0800 g,H = 0.0134 g,O = 0.2000 − 0.0934 = 0.1066 g。物质的量:C 0.00666,H 0.0133,O 0.00666,比值 1 : 2 : 1。
CH₂O;M = 180.16 时为 C₆H₁₂O₆
维生素 C(乘以 3)
1.000 g 生成 1.500 g CO₂ 和 0.409 g H₂O。
C 0.4094 g,H 0.0458 g,O 0.5449 g。物质的量 0.0341 : 0.0454 : 0.0341 = 1 : 1.33 : 1。乘以 3。
C₃H₄O₃;M = 176.1 时为 C₆H₈O₆
含氮的尿素
0.3000 g 生成 0.2198 g CO₂、0.1800 g H₂O 和 0.1399 g N₂。
C 0.0600 g,H 0.0201 g,N 0.1399 g,差减法得 O 0.0800 g。比值 1 : 4 : 2 : 1。
CH₄N₂O
烃(JEE 风格)
0.4300 g 某烃生成 1.3175 g CO₂ 和 0.6292 g H₂O。M = 86.18 g/mol。
C 0.3596 g,H 0.0704 g(合计 0.4300 g,因此不含 O)。比值 C : H = 1 : 2.33。乘以 3。
C₃H₇,分子式 C₆H₁₄(己烷)
由百分组成计算
某化合物含 54.5% C 和 9.1% H,其余为 O。M = 88 g/mol。
O = 36.4%。100 g 中的物质的量:C 4.54,H 9.03,O 2.28。比值 2 : 4 : 1。
C₂H₄O;分子式 C₄H₈O₂
检查是否含氧
如果 C + H 之和等于样品质量,则不含氧。如果不足,差值就是氧(或你未测定的其他元素)。
选择“无”可查看有多少质量未计入。
质量守恒可判断是否含 O
常见错误
- 忘记 H₂O 中的 2。每个 H₂O 含两个 H 原子:H 的物质的量 = 2 × H₂O 的物质的量。
- 过早取整。在得到最终比值之前,至少保留四位有效数字。把 1.33 取整为 1 会得到错误的化学式。
- 把 1.5 取整为 2。比值接近 x.5 意味着要把所有数乘以 2,而不是取整。
- 直接从产物测定 O。CO₂ 和 H₂O 中的 O 部分来自供给的 O₂。O 一定要用差减法求。
- 混淆实验式和分子式。实验式是最简整数比,求分子式需要摩尔质量。
- 百分数之和不等于 100。差距较大通常说明缺少某种元素(常常是 O)或输入有误。
已经得出化学式?在免费的在线化学结构编辑器 MolDraw 中绘制它可能的结构,并核对其摩尔质量。
打开 MolDraw 编辑器常见问题
如何由燃烧分析求实验式?
把 CO₂ 的质量换算为 C 的克数(× 12.011/44.009),把 H₂O 的质量换算为 H 的克数(× 2.016/18.015)。用差减法求 O。把各元素换算为物质的量,除以最小值,必要时乘以整数化为整数比。
为什么氧要用差减法求?
样品在外加的氧气中燃烧,因此 CO₂ 和 H₂O 中的 O 原子部分来自供给的 O₂。用样品质量减去 C、H 及其他元素的质量,即得化合物中原有的氧。
如果物质的量之比是 1.5 或 1.33 怎么办?
把所有比值乘以同一个小整数:.5 乘 2,.33 或 .67 乘 3,.25 或 .75 乘 4,.2 乘 5,.17 乘 6。1 : 1.33 的比值变为 3 : 4。
如何得到分子式?
用摩尔质量除以实验式的式量,得到整数 n,再把每个下标乘以 n。CH₂O(30.03 g/mol)在 M = 180.16 g/mol 时 n = 6,得 C₆H₁₂O₆。
氮是如何测定的?
杜马法(Dumas)把氮收集为 N₂ 气体,由其质量(或体积)得到 N 的质量。凯氏定氮法(Kjeldahl)把 N 转化为 NH₃ 后滴定,得到百分含量。任选其一输入,计算器随后会用差减法处理 O。
可以改为输入百分组成吗?
可以。切换到百分组成,输入各百分数,O 留空即可用差减法自动填入。计算器把百分数视为 100 g 样品中的克数。
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