师：今天我们一起来学习研究有机化合物的一般方法——第二课时，有机化合物的实验式和分子式的确定。前面我们通过实验手段分离和提纯，获得了比较纯净的有机物样品。接下来，可以通过元素分析和质谱法，确定样品中有机物的实验式和分子式。元素分析分为定性分析和定量分析。定性分析，只鉴定有机物分子中的元素组成，不确定含量；定量分析，则要在此基础上确定各个元素原子的质量分数。通过质谱法，能确定分子的相对分子质量，二者结合，就能得到有机物的分子式。
这里引入一个概念，在实验开始阶段，测定有机化合物分子中所含元素的原子个数最简整数比，得到的式子叫最简式，也叫实验式。如何把分子中的原子一个个独立测量出来呢？对于有机物，可通过充分燃烧，将其转换成简单无机物，如二氧化碳、水、氮气等。测量这些无机物的质量，就能得到各种元素的质量分数，进而得到原子个数比，即实验式。
顺着这个思路，早在1789年，拉瓦锡就用此方法测定石油样品的分子式。石油样品主要由烃类物质构成，燃烧产物是二氧化碳和水。拉瓦锡设计的装置，桌子大概两米半长，左边大罐子压缩着空气，可向体系通入空气。空气压过干燥管，进入燃烧室。右边是燃烧室放大图，左边矮圆柱形容器装着石油样品，通过虹吸管连接燃烧室。拉瓦锡通过上下移动样品池控制石油样品加入，与通入的空气在燃烧室完成燃烧反应。
燃烧产物从右侧管道流出，过饱和水蒸气先在桌边金属罐子中冷凝，随后在后方干燥管充分吸收。剩余二氧化碳通过碱溶液彻底吸收，实际上是两个装着氢氧化钾溶液的玻璃罐，还插入两根钩形搅拌器保证气体充分吸收。管道后方连有干燥管，隔绝外界大气中二氧化碳和水对测定装置的影响。
整个装置占地面积大，需拉瓦锡和助手协力分析，分析过程大概消耗50克以上样品，耗时较长。1831年，李比希改进了燃烧测定装置，可放在桌面上。左侧是支架和木炭炉用于加热，样品与氧化铜混合放置在木炭炉中。李比希利用氧化铜受热分解放出的氧气支持样品燃烧。右侧用无水氯化钙吸收产生的水蒸气，通过氢氧化钾吸收池吸收生成的二氧化碳。
同学们暂停思考一下，右侧装置有什么作用？这个装置由两个储液球和中间连通管道组成，等效于吸收池装置。气体从左侧通入，从右侧溶液底端冒泡吸出，气体吸收更充分。
通过这个装置，李比希能实现水和二氧化碳的测定。燃烧结束后，左侧残留的燃烧产物，李比希采取折断左侧管道尖端（牛角管处），在右侧出口轻轻吸气的方法，将燃烧产物都送入两个吸收池。以现在实验操作看，这种行为很危险，但早期科学家有勇敢精神。整套装置仅需一名学生操作，占地面积小，样品消耗量减少到0.5克，相比拉瓦锡的方法有巨大飞跃。这个五球仪造型优美、功能丰富，受到当时化学家普遍喜爱，还出现在美国化学会的会徽中。
顺着前辈思路，我们可用一套装置分析样品元素含量。左侧用过氧化氢和二氧化锰反应释放氧气，用浓硫酸除去挥发出的水，得到干燥纯净氧气支持样品燃烧。右侧放入一定量氧化铜，若样品不充分燃烧生成一氧化碳或氢气等还原性气体，由氧化铜将它们充分氧化，保证后续进入的是可分析的二氧化碳和水。后方加入无水氯化钙吸收水分，通过加入碱石灰测定燃烧产生的二氧化碳。最后的碱石灰装置防止大气中水和二氧化碳干扰测定。
原理是一定量有机物（碳氢化物或含一定量氧），经氧化铜和氧气共同氧化，得到水蒸气和二氧化碳。水用无水氯化钙吸收，二氧化碳用浓氢氧化钾溶液吸收。通过测定装置质量差，得到碳和氢元素的质量分数。若样品含氧，剩余质量由氧原子提供，从而得到氧的质量分数，最终得到碳、氢、氧三种元素的原子个数比，即实验式。通过质量分数求原子个数比，可通过质量与原子摩尔质量转换得到比值。
元素分析过程中，定量测定燃烧产物水和二氧化碳，要注意测定顺序。需先用浓硫酸或无水氯化钙吸收水，再用碱石灰吸收二氧化碳。因为吸收二氧化碳的装置会影响水的测定，如用固体碱（碱石灰）吸收二氧化碳会同时吸水；用溶液碱（氢氧化钾溶液）吸收二氧化碳会挥发出水蒸气。
分子式一般是实验式的整数倍。比如测定物质实验式是CH?，实际分子式可能是C?H?、C?H?、C?H?等。但有些有机物实验式中碳原子已饱和，实验式就与分子式相同，如实验式是CH?，对应的分子式不可能是C?H?，因为超过乙烷氢原子数。