Kalorimeter

En kalorimeter mäter temperaturförändringen för ett ämne

Vad är kalorimeter?

han kalorimeter Det är en enhet som mäter temperaturförändringen för en mängd substans (vanligtvis vatten). Med andra ord mäter en kalorimeter mängden värme som en kropp tar emot eller levererar.

I laboratoriet är den enklaste kalorimetern som finns i kaffeglaset. Det används för att mäta värmen som absorberas eller frigörs i en konstant tryckreaktion, i vattenlösning. 

I en exoterm reaktion kan mängden värme som uppstår beräknas utifrån ökningen av temperaturen på kalorimetern och den vattenhaltiga lösningen:

Mängden värme som dyker upp i reaktionen = mängden värme som absorberar kalorimeter + mängden värme som absorberar lösningen

Mängden värme som absorberar kalorimetern kallas kalorimeterns kalorikapacitet. Detta bestäms genom att tillhandahålla en känd mängd värme till kalorimetern med en viss vattenmassa. Sedan mäts temperaturökningen i kalorimeter och lösningen den innehåller.

Med dessa data och användningen av den specifika vattenvärmen (4,18 j/g. ° C) Kalorimeterns kaloriförmåga kan beräknas. Denna kapacitet utses också konstant för kalorimetern.

Delar av kalorimetern

Den mest använda kalorimetern i kemi undervisningslaboratorier är kalorimetern som kallas kaffekraftel. Den består av en bägare, eller istället, en vit korkbehållare som har vissa isolerande egenskaper. Inom denna behållare placeras den vattenhaltiga lösningen med kroppen som kommer att producera eller absorbera värme.

I den övre delen av behållaren placeras ett lock med isolerande material med två hål. I den ena införs en termometer för att mäta temperaturförändringar, och i den andra en omrörare, helst glas, som uppfyller funktionen att flytta innehållet i vattenlösningen.

Typer av kalorimeter och dess egenskaper

Glaset kaffe

Det är en som används i bestämningen av värme som frigörs av en exoterm reaktion och värmen absorberas i en endoterm reaktion.

Kan tjäna dig: Benchilo Benzoate

Dessutom kan den användas för att bestämma den specifika värmen i en kropp; Det vill säga mängden värme som ett gram av ämnet behöver absorbera för att höja sin temperatur till en Celsius -grad.  

Den kalorimetriska pumpen

Det är en anordning där mängden värme som dyker upp eller absorberas i en reaktion som inträffar vid konstant volym mäts.

Reaktionen äger rum i en resistent stålbehållare (pumpen), som är nedsänkt i en stor volym vatten. Detta gör att vattentemperaturförändringar är små. Därför antas det att förändringarna associerade med reaktionen mäts vid konstant volym och temperatur.

Detta indikerar att arbete inte utförs när en reaktion utförs i en kalorimetrisk pump.

Reaktionen börjar med leverans av el genom kablar anslutna till pumpen.

Den adiabatiska kalorimetern

Det kännetecknas av att ha en isolerande struktur som kallas en sköld. Skölden är runt cellen där värme- och temperaturförändringar inträffar. Det är också anslutet till ett elektroniskt system som upprätthåller sin temperatur mycket nära cellen för att undvika värmeöverföring.

I en adiabatisk kalorimeter minimeras temperaturskillnaden mellan kalorimetern och dess omgivningar; liksom värmeöverföringskoefficienten och tiden för värmeväxling.

Dess delar är följande:

- Cellen (eller behållaren), integrerad i ett isoleringssystem som det handlar om att undvika värmeförlust.

- Termometern för att mäta temperaturförändringar.

- En värmare, ansluten till en kontrollerbar källa till elektrisk spänning.

- Och skölden, som redan nämnts.

I denna typ av kalorimeter kan egenskaper såsom entropi, Debye -temperatur och elektronisk statusdensitet bestämmas.

Kan tjäna dig: termodynamiska processer

Den isoperiboliska kalorimetern

Det är en enhet där reaktionscellen och pumpen är nedsänkt i en struktur som kallas en jacka. I detta fall består jackan av vatten, underhålls vid en konstant temperatur.

Cellens temperatur och pumpen stiger när värmen frigörs under förbränningsprocessen; Men vattenjackets temperatur upprätthålls vid en fast temperatur.

En mikroprocessor styr cellens temperatur och jackan, vilket gör nödvändiga korrigeringar av läckaget av flykt som är resultatet av skillnaderna mellan de två temperaturerna.

Dessa korrigeringar tillämpas kontinuerligt och med en slutlig korrigering, baserad på mätningar före och efter testet.

Flödeskalorimeter

Utvecklad av kalientaren har en enhet för att flytta en gas i en behållare till en konstant hastighet. Vid tillsats av värme mäts temperaturökningen i vätskan.

Flödeskalorimeter kännetecknas av:

- En exakt mätning av hastigheten på konstant flöde.

- Exakt mätning av mängden värme som introduceras till vätskan genom en värmare.

- En exakt mätning av temperaturökningen i gas orsakad av energiinmatning

- En design för att mäta kapaciteten för en gas under tryck.

Kalorimetri kalorimeter genom differentiell skanning

Det kännetecknas av att ha två containrar: i ett av ett prov placeras provet, medan det andra förblir tomt eller ett referensmaterial används.

De två behållarna värms upp till en konstant hastighet av energi, med hjälp av två oberoende värmare. När den varma uppförandet av de två behållarna börjar, kommer datorn att grafera värmeflödesskillnaden från värmaren mot temperaturen och därmed kunna bestämma värmeflödet.

Dessutom kan variationen i temperaturen bestämmas beroende på tid; Och slutligen kalorifunktion.

Det kan tjäna dig: semi -utvecklad formel: vad är och exempel (metan, propan, butan ...)

Applikationer av en kalorimeter

I fysikaliski

- Grundläggande kalorimetrar, ett glas kaffe, gör det möjligt att mäta mängden värme som en kropp ger av eller absorberar. I dem kan du bestämma om en reaktion är exoterm eller endotermisk. Dessutom kan den specifika värmen i en kropp bestämmas.

- Med den adiabatiska kalorimetern har det varit möjligt att bestämma entropin för en kemisk process och den elektroniska tillståndstätheten.

I biologiska system

- Mikrokalorimetrar används för att studera biologiska system som inkluderar interaktioner mellan molekyler, såväl som molekylära konformationella förändringar som inträffar; Till exempel i visningen av en molekyl. Linjen inkluderar både differentiell svepande och isotermisk grad.

- Mikrokalorimetern används i utvecklingen av små, bioterapeutiska och vaccinmolekylläkemedel.

Syrepumpens kalorimeter och kalorikraft

I syrepumpens kalorimeter inträffar förbränningen av många ämnen, att kunna bestämma dess kalorikraft. Bland de ämnen som studerats med hjälp av denna kalorimeter är: kol och koks; Ätbara oljor, både tunga och lätta; bensin och alla motorbränslen.

Även de typer av bränslen för flygplanreaktorer; Bränsleavfall och eliminering av avfall; livsmedelsprodukter och kosttillskott för mänsklig näring; fodergrödor och kosttillskott för djurfoder; Byggmaterial; bränslen för raketer och drivmedel.

På samma sätt har kalorikraft bestämts genom kalorimetri i termodynamiska studier av brännbara material; i energibalansstudien inom ekologi; i sprängämnen och termiska pulver och i undervisningen av grundläggande termodynamiska metoder.

Referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8: e upplagan.). Cengage Learning.
2. González J., Cortés L. & Sánchez a. (s.F.). Adiabatisk kalorimetri och dess tillämpningar. Återhämtat sig från: cenam.mx
3. Wikipedia (2018). Kalorimeter. Hämtad från: i.Wikipedia.org
4. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (2018). Carimer Definition in Chemistry. Återhämtat sig från: tankco.com
5. Gillespie, Claire. (2018). Hur fungerar kalorimeter? Forskning. Återhämtat sig från: forskning.com