화학식의 결정

앙금 생성 반응의 이용
서로 다른 이온이 녹아 있는 전해질 수용액을 혼합시킬 때 이온들이 반응하여 물에 녹지 않는 불용성 염인 앙금이 생성되는 반응을 앙금 생성 반응이라고 한다. 이때 특정 이온과 앙금을 생성하는 경우, 생성되는 반응을 앙금 생성 반응이라고 한다. 이때 특정 이온과 앙금을 생성하는 경우, 생성된 앙금의 색깔로부터 앙금을 생성하는 이온의 종류를 확인할 수 있으며, 이온의 종류로부터 물질을 구성하는 원소의 종류를 알 수 있다.
염화은(AgCl)의 생성 반응
염화나트륨 수용액에 질산은 수용액을 가하면 염화나트륨 수용액의 염화 이온이 질산은 수용액의 은 이온과 반응하여 흰색 앙금인 염화 은이 생성된다. 따라서 미지의 수용액에 속의 Cl은 질산은 수용액을 가했을 때의 흰색 앙금 생성 여부로 확인할 수 있다.

탄산칼슘의 생성
염화칼슘 수용액에 탄산나트륨 수용액을 가하면 탄산칼슘의 흰색 앙금이 생성되므로 염화칼슘 수용액 속의 Ca은 탄산나트륨 수용액으로 확인할 수 있다.

불꽃 반응
불꽃 반응은 금속 원자가 포함된 시약을 불꽃에 넣으면 특유한 색이 나타나는 것을 말한다. 어떤 금속이 들어있는지 확인하는 데에 쓴다. 불순물로 나트륨이 들어 있는 경우 강한 노란색 불꽃이 생기기 때문에, 노란색 말고 다른 색을 보기 위해 파란색 코발트 유리를 통해서 불꽃을 보는 경우도 있다.

이는 열에 의해 원자(또는 이온)의 전자들이 들뜬 상태로 전이했다 안정된 상태로 전이하며 방출하는 선 스펙트럼(방출 스펙트럼)이다. 원자마다 에너지 준위가 각기 다르기 때문에 방출 스펙트럼이 서로 달라 다른 색의 빛을 내는 것이다.

질량 백분율

원자량과 분자량의 관계를 이용해서 분자를 구성하는 원자들의 질량백분율을 계산할 수 있으며, 질량백분율은 다음과 같은 식을 통해 얻어진다.

분자 X에 대해서 원소 Y가 차지하는 질량백분율(%)= (원자Y의 원자량/분자X의분자량)x100

예를 들면, 물 분자는 수소 원자 두 개와 산소 원자 한 개로 구성되어 있으므로, 물 분자 중에서 산소와 수소가 각각 차지하는 질량의 백분비가 질량백분율이 된다.

물은 1.0×2+16.0=18.0의 분자량을 가진다. 그 중에서 수소는 원자량이 1.0이고 두 개의 원자를 가지므로 물 분자 내에서 2.0의 원자량을 차지하게 된다. 산소의 경우는 원자량 16.0인 원자 하나가 존재하므로, 물 분자 내에서 16.0의 원자량을 차지한다. 따라서 수소는 물의 분자량 18.0 중에서 2.0만큼의 비율로 차지하므로 (2.0/18.0)x100 ≒ 11.1%의 질량백분율을 가진다고 할 수 있다. 반면 산소는 물의 분자량 18.0 중에서 16.0의 비율을 차지하므로 (16.0/18.0)x100 ≒ 88.9%의 질량백분율을 가지게 된다.

반대로, 실험을 통해 얻은 질량백분율을 각 원자의 원자량으로 나누어서 원자 수의 비를 얻을 수가 있다. 얻은 원자 수의 비를 간단한 정수비로 나타낸 것이 실험식이므로 질량백분율을 통해 화합물의 실험식을 구하는 데 사용할 수 있다.

원소 분석

정성원소분석, 즉 원소검출법에서는 유기화합물을 구성하고 있는 각 원소에 따라 여러 가지 방법이 사용되지만, 모두 유기화합물을 분해하여 간단한 무기화합물로 검출한다. 대부분의 경우 탄소와 수소가 함유되어 있으므로, 탄소와 수소의 검출은 하지 않는 경우가 많지만, 특수한 경우에는 시료를 연소시켜서 탄소와 수소를 이산화탄소(탄산가스)와 물로 변하게 하여 검출한다. 황·할로젠 등은 시료를 나트륨의 작은 조각과 함께 가열·분해하여 각각 CN-, S2－, X- 등으로 검출한다. 또한 할로겐의 경우에는 시료를 구리선에 묻혀서 분젠버너의 바깥불꽃 속에서 청록색의 불꽃반응에 의해서 검출하는 바일슈타인반응도 행하여진다.

정량원소분석, 즉 함유량을 결정하는 방법에는 채취하는 시료의 양에 따라서 상량법(0.2∼0.3g)·반미량법·미량법(미크로법이라고도 하며, 상량법의 100분의 1) 등이 있는데, 그 원리는 거의 변함이 없다. 보통 원소분석이라고 할 때에는 정량원소분석, 특히 탄소·수소·질소의 분석을 가리키는 경우가 많다. 일반적으로 이들의 정량분석에서는, 처음에 시료를 목적에 맞는 적당한 조건하에서 연소 또는 분해시켜서, 탄소·수소의 분석에서는 각각 이산화탄소와 물의 무게를 측정함으로써 동시에 결정한다.

질소의 경우에는 탄소나 수소와는 별도로 시료를 취하여, 질소기체의 부피를 측정하는 뒤마의 질소정량법, 또는 암모니아를 생성시켜서 그 양을 측정하는 켈달법이 흔히 행하여진다. 할로젠에서는 할로젠화은을 만들어 그 무게를 측정하는 칼리우스법·프레글법, 또는 황산은을 만드는 스트라간드법, 인에서는 메싱거법 등이 사용된다. 또한 산소는 수소기류 속에서 시료를 분해하여 백금촉매 위를 지나게 하여 수증기를 만들어서 정량할 수도 있다. 그러나 일반적으로는 직접 분석하지 않고 다른 원소의 백분율의 총합에서 산출한다.

포도당의 연소 생성물인 이산화탄소와 물의 질량
이산화탄소의 질량 : 소다석회는 NaOH과 CaO의 혼합물로, 이산화탄소를 흡수하므로 증가한 소다석회관의 질량이 포도당의 연소로 발생한 이산화탄소의 질량이다.
물의 질량 : 염화칼슘은 물을 흡수하므로 증가한 염화칼슘관의 질량이 포도당의 연소로 발생한 물의 질량이다.