燃焼分析

燃焼分析は、有機化学と分析化学の両方で使用される方法であり、結果として生じる燃焼生成物を定量的に分析できる条件下でサンプルを燃焼させることにより、純粋な有機化合物の元素組成（より正確には実験式）を決定します。各燃焼生成物のモル数が決定されると、元の化合物の実験式または部分的な実験式を計算できます。

燃焼分析の用途には、炭素 (C)、水素 (H)、窒素 (N)、硫黄 (S) の元素のみが含まれます。これらの元素を含む物質を燃焼させると、高温高酸素条件下でこれらの元素が酸化型 (CO ₂、H ₂ O、NO または NO ₂、SO ₂ ) に変換されるからです。これらの元素の注目すべき用途としては、食品または飼料中の総窒素を測定してタンパク質の割合を決定すること、石油製品中の硫黄を測定すること、または水中の 全有機炭素(TOC) を測定することが挙げられます。

この方法はジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックによって発明された。ユストゥス・フォン・リービッヒは1822年から1824年にかけてゲイ＝リュサックと共同研究しながらこの方法を研究し、その後数年間で有機分析の標準手順として使用できるレベルまで改良した。^[1]

燃焼列は、化合物の元素組成を決定するための分析ツールです。元素組成がわかれば、化学式を導き出すことができます。燃焼列では、一連の手順で 炭素と水素を決定できます。

• 酸化剤として酸化銅(II)を用いて試料を高温で燃焼させる。
• 発生したガスを吸湿剤（過塩素酸マグネシウムまたは塩化カルシウム）に集めて発生した水を閉じ込める。
• 残留ガスを強塩基（例えば水酸化カリウム）で収集し、発生した二酸化炭素を捕捉します。

既知量のサンプルから生成される水と二酸化炭素の量を分析的に測定すると、実験式が得られます。化合物中の水素原子 1 個につき 1/2 当量の水が生成され、化合物中の炭素原子 1 個につき 1 当量の二酸化炭素が生成されます。

現在、最新の機器は十分に自動化されており、これらの分析を日常的に行うことができます。必要なサンプルも非常に少量で、0.5 mg のサンプルで十分な CHN 分析を行うことができます。

CHN分析装置（炭素 水素窒素分析装置とも呼ばれる）は、特定のサンプル中の炭素、水素、窒素の元素濃度を正確かつ精密に測定するために使用される科学機器です。[ 2 ^]サンプルサイズはほとんどの場合数ミリグラムですが、システムによって異なる場合があります。サンプルマトリックスによっては、サンプルの不均一性のため、より大きな質量が好まれます。これらの分析装置は、医薬品、ポリマー、化学薬品、環境、食品、エネルギーの分野で、固体、液体、揮発性および粘性サンプルを含むさまざまなサンプルタイプを処理できます。^[3]

この装置はデュマ法に基づいて元素濃度のパーセンテージを計算します。サンプルをフラッシュ燃焼させて瞬間的に酸化し、単純な化合物に変え、熱伝導率検出器または赤外分光法で検出します。^[4]干渉の分離は化学試薬によって行われます。

水蒸気、二酸化炭素、その他の生成物はガスクロマトグラフィーで分離し、熱伝導率検出器で分析することができます。^[5]

• 燃焼分析装置の大手メーカー、エレメンター
• 燃焼分析装置の大手メーカーであるLECO社
• ケルダール法、CHN含有量の代替分析法

• ECOコア分析サービス：元素分析
• 地理基準と地質調査
• ルヴァック研究所