當緝毒組搜獲毒販手中，

疑似裝有毒品的咖啡包時，

要如何得知不知名的粉末到底是什麼物質呢？

發生重大食品安全事件時，

如何得知食品中是否摻假或標示錯誤呢？

又或者當藥廠製作藥品時，

想知道藥品的成分或結構是否正確時該怎麼辦呢？

像在這些情境中，

我們有一個未知化合物要鑑定時，

可以藉由元素分析，

幫助了解化合物中所含的元素組成

以及所含元素的比例，

而每種粒子也會有不同的分析方法，

來得知化合物的元素組成以及比例。

接下來我們就要介紹一種常見的元素分析方法

「燃燒分析法」，

這是一種常用於分析有機化合物中所含元素的組成比例，

進而讓我們得到此物質實驗式的方法。

大部分的有機化合物是由碳、氫、氧組成，

所以只要將含有碳、氫、氧的有機化合物經過完全燃燒，

使其中碳和氫轉化為特定的氧化物，

就能求得化合物中碳、氫的重量關係，

也可進一步推得氧的重量，

最後得到此化合物的實驗式。

是的，

透過燃燒分析法，

我們可以知道一個有機化合物中的碳、氫、氧的比例，

就能推得化合物的實驗式囉！

那麼接下來就讓我們來看看

燃燒分析法是如何進行的吧！

燃燒分析的裝置是這樣子的。

操作時，

首先要將待分析的樣品放入管内，

接著持續通入充足的氧氣，

並在下方點火加熱讓樣品燃燒，

這裡請你想一想，

經過完全燃燒後，

化合物內的碳和氫會有什麼變化呢？

經過完全燃燒後，

化合物內的氫會變成水，

碳則會變成二氧化碳，

不過這時候要注意，

如果碳沒有完全燃燒，

會產生一氧化碳，

這時氧化銅就發揮了功用，

當管內有一氧化碳時，

氧化銅會與一氧化碳反應，

因為碳的活性比銅來的大，

一氧化碳會搶走氧化銅的氧，

變成二氧化碳，

如此一來就能確保碳完全氧化為二氧化碳。

樣品經過完全燃燒後管內剩下三種氣體，

分別是水蒸氣、二氧化碳及未參與反應的過量氧氣，

我們的下一步就要想辦法把水H₂O和二氧化碳CO₂分離，

這兩個U型管就是分別用來蒐集水和二氧化碳。

第一個U型管內含有過氯酸鎂Mg ₂，

過氯酸鎂其實就是一種乾燥劑，

所以當二氧化碳、水、氧氣通過這個管子時，

過氯酸鎂會吸收水蒸氣，

使得過氯酸鎂的重量增加，

增加的重量就是完全燃燒生成的水重。

經過第一個U型管後，

剩下二氧化碳及氧氣接著通過第二個U型管，

第二個U型管中含有高濃度氫氧化鈉溶液，

氫氧化鈉會吸收二氧化碳，

所以增加的重量就是二氧化碳的重量。

經過這兩個管子後，

我們就順利得到二氧化碳以及水的重量啦！

這裡有一個小問題讓你思考一下，

你認為過氯酸鎂以及氫氧化鈉這兩個U型管的順序

可不可以交換呢？

其實這兩個U型管的順序是不可以交換的哦！

原因是因為高濃度的氫氧化鈉溶液除了會吸收二氧化碳外，

也會吸收水，

如果把含有氫氧化鈉的U型管放在前面，

我們就不知道增加的重量是二氧化碳還是水，

因此要先經過過氯酸鎂，

讓過氯酸鎂把水分吸收，

剩下的二氧化碳再由氫氧化鈉吸收，

如此一來才可以得到水及二氧化碳的重量！

現在我們已經知道

怎麼得到化合物完全燃燒後產生二氧化碳及水的重量，

接著要怎麼進一步分析得到化合物中碳、氫、氧的組成比例呢？

我們直接實際來看個例子吧！

今天有一個僅含碳、氫、氧的未知化合物1.5g，

經過燃燒分析後，

含有過氯酸鎂的第一隻U型管增加了0.9g，

含有高濃度氫氧化鈉溶液的第二個U型管則增加了2.2g，

要怎麼知道化合物中所含的碳、氫、氧重量百分比呢？

首先第一支U型管含有過氯酸鎂，

會吸收水分，

所以這個增加的0.9g是水的重量，

而我們知道水的分子量是18，

其中所含氫的分子量是2，

所以將0.9乘以18分之2，

得到0.1，

就是這個化合物中所含的氫的重量。

而第二個U型管含高濃度氫氧化鈉溶液，

能吸收二氧化碳，

因此增加2.2g即為二氧化碳的重量，

我們同樣將2.2除以二氧化碳的分子量為44，

其中碳的原子量為12，

計算出來後所含碳的重量為0.6g。

知道了碳與氫的重量，

只要用原本化合物的總重1.5g減去氫0.1g以及碳0.6克，

得到的就會是氧的重量為0.8g。

現在我們分別求出這個化合物中碳氫氧的重量，

分別是0.6g、0.1g及0.8g，

最後再把重量除以原子量，

就可以得到碳氫氧的組成比例為0.6除以12：0.1除以1：0.8除以16，

化為最簡單整數比就是1：2：1，

就可以寫出這個化合物的實驗式為CH₂O。

課程尾聲幫你做個小整理。

燃燒分析法：用於含有碳、氫、氧化合物的元素分析法，

可藉此求得化合物實驗式。

燃燒時加入氧化銅可幫助碳完全氧化為二氧化碳，

避免生成一氧化碳。

過氯酸鎂管中增加重量為水的重量，

可推得氫的重量。

氫氧化鈉管中增加重量為二氧化碳的重量，

可推得碳的重量。

將樣品原始重量減去碳、氫的重量，

可得氧的重量。

過氯酸鎂和氫氧化鈉兩管順序不可相反

最後也給你一個小練習，

根據今天學習到的內容請問下列敘述何者正確？

經過今天的課程，

相信你對於如何求得實驗式，

以及燃燒分析法都有進一步的認識，

其實除了今天介紹常用於檢測有機化合物的燃燒分析法之外，

還有許多其他的元素分析方法，

例如檢測金屬元素時，

因為不同原子的吸收光譜不同，

因此可以利用光譜法鑑別不同金屬。

此外還有其他不同的元素分析方法，

例如質譜法和層析法，

這些元素分析方法的原理又是什麼呢？

邀請有興趣的你找尋更多資訊哦~

我們下次見囉！bye bye~