Calorimeter Definition i kemi

EN kalorimeter är en anordning som används för att mäta värmeflödet för en kemisk reaktion eller fysisk förändring. Processen att mäta denna värme kallas kalorimetri. En baskalorimeter består av en metallbehållare med vatten ovanför en förbränningskammare, i vilken en termometer används för att mäta förändringen i vattentemperatur. Det finns dock många typer av mer komplexa kalorimetrar.

Grundprincipen är att värme som frigörs av förbränningskammaren ökar vattnets temperatur på ett mätbart sätt. Temperaturförändringen kan sedan användas för att beräkna entalpiförändringen per mol ämne A när ämnen A och B reageras.

Ekvationen som används är:

q = C_v(T_f - T_jag )

var:

• q är mängden värme i joule
• Cv är kalorimeterns värmekapacitet i joule per Kelvin (J / K)
• T_f och t_jag är de slutliga och initiala temperaturerna

Kalorimeterns historia

De första iskalorimetrarna byggdes baserat på Joseph Blacks begrepp om latent värme, infördes 1761. Antoine Lavoisier myntade termen kalorimeter 1780 för att beskriva apparaten som han använde för att mäta värme från marsvin-andning som användes för att smälta snö. 1782 experimenterade Lavoisier och Pierre-Simon Laplace med iskalorimeter, där värme som behövdes för att smälta is kunde användas för att mäta värme från kemiska reaktioner.

Typer av kalorimetrar

Kalorimetrar har expanderat utöver de ursprungliga iskalorimetrarna.

• Adiabatisk kalorimeter: Viss värme går alltid förlorad i behållaren i en adiabatisk kalorimeter, men en korrigeringsfaktor tillämpas vid beräkningen för att kompensera för värmeförlust. Denna typ av kalorimeter används för att studera bortfallande reaktioner.
• Reaktionskalorimeter: I denna typ av kalorimeter sker den kemiska reaktionen i en isolerad stängd behållare. Värmeflöde kontra tid mäts för att komma fram till reaktionsvärmen. Detta används för reaktioner avsedda att köras vid en konstant temperatur eller för att hitta den maximala värmen som frigörs av en reaktion.
• Bomb kalorimeter: En bombkalorimeter är en kalorimeter med konstant volym, konstruerad för att motstå det tryck som produceras av reaktionen när den värmer luften i behållaren. Vattenens temperaturförändring används för att beräkna förbränningsvärmen.
• Kalorimetertyp av kalvet: Den här typen av kalorimetrar förlitar sig på en tredimensionell flödesmätarsensor tillverkad av ringar av termoelement i serie. Denna typ av kalorimeter möjliggör en större provstorlek och reaktionskärlstorlek, utan att ge avkall på mätningens noggrannhet. Ett exempel på en kalorimetertyp av Calvet är kalorimetern C80.
• Kalorimeter med konstant tryck: Detta instrument mäter entalpiförändringen av en reaktion i lösning under förhållanden med konstant atmosfärstryck. Ett vanligt exempel på denna typ av anordning är kalorimetern för kaffekoppen.