有機化学のオキテ1

有機化合物の炭素・水素の元素分析について、次の問に答えよ。

• 【問1】 図に示した有機化合物の炭素・水素の元素分析装置のA,B,Cの管中に入れる化合物の名称を書け。
• 【問2】 図に示した元素分析装置を用いて有機化合物の元素記分析を行った時にBとC管の質量は増加する。それらの質量の増加はどのような生成物によるか。生成物の化学式を書け。
• 【問3】 試料中に硫黄が含まれていると、この元素分析法では炭素と水素の組成比が正しく求められない。それは何が生ずるためか。生ずる化合物の名称を書けまた、炭素と水素の組成比が正しく求められない理由を25字以内で述べよ。

＜藤田保健衛生大学＞

＜解答＞

• 【問1】
  • A：酸化銅（Ⅱ）
  • B：塩化カルシウム
  • C：ソーダ石灰
• 【問2】
  • B：H₂O
  • C：CO₂
• 【問3】

  二酸化硫黄（理由）Cの中のソーダ石灰に二酸化硫黄が吸収されるため。（24字）

＜解説＞

• 【問1,2】

  水素・炭素を含む試料を燃焼するとH₂OやCO₂が発生し、発生したH₂OはB中のCaCl₂と、CO₂はCの中のソーダ石灰と反応し吸収される。このときのBの質量増加分がH₂Oの発生量として、Cの質量増加分がCO₂の発生量として計測される。

  Bの中の反応
  CaCl2 + 6H2O → CaCl2・6H2O

  Cの中の反応
  2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O CaO + CO2 → CaCO3

• 【問3】

  もし試料中に硫黄が含まれているとSO₂が発生し、発生したSO₂はCの中のソーダ石灰と反応し吸収される。するとCの質量増加分はCO₂とSO₂の両方分になるので、この元素分析法では組成比が正しく求められない。

  Cの中の反応（SO2）
  2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O CaO + SO2 → CaSO3

＜補足＞

• 1　酸化銅(Ⅱ)（CuO）は試料の不完全燃焼を防ぐために用いる。
• 2　塩化カルシウム管とソーダ石灰管は逆にはできない。逆にすると最初のソーダ石灰管に燃焼により発生したH₂OとCO₂が共に吸収されてしまい，それぞれの質量を求めることができない。