Kalorimetri studi dan aplikasi apa

Itu kalorimetri Ini adalah teknik yang menentukan perubahan kandungan kalori suatu sistem yang terkait dengan proses kimia atau fisik. Ini didasarkan pada pengukuran perubahan suhu ketika suatu sistem menyerap atau memancarkan panas. Kalorimeter adalah peralatan yang digunakan dalam reaksi di mana pertukaran termal terlibat.

Yang dikenal sebagai "cangkir kopi" adalah bentuk paling sederhana dari jenis perangkat ini. Melalui penggunaannya, jumlah panas yang terlibat dalam reaksi yang dibuat pada tekanan konstan dalam larutan berair diukur. Jenis secangkir kopi terdiri dari wadah polystyrene, yang ditempatkan di gelas.

Air ditempatkan dalam wadah polystyrene, dilengkapi dengan tutup bahan yang sama yang memberikan tingkat insulasi termal tertentu. Selain itu, wadah memiliki termometer dan agitator mekanik.

Dalam kalorimeter ini, jumlah panas yang diserap atau dipancarkan diukur, tergantung pada apakah reaksinya endotermik atau eksotermik, ketika reaksi terjadi dalam larutan berair. Sistem untuk dipelajari dibentuk oleh reagen dan produk.

[TOC]

Apa yang mempelajari kalorimetri?

Kalorimetri mempelajari hubungan yang dimiliki energi panas yang terkait dengan reaksi kimia, dan bagaimana itu digunakan untuk menentukan variabel yang sama. Aplikasi Anda di bidang penelitian membenarkan ruang lingkup metode ini.

Kapasitas kalori kalorimeter

Kapasitas ini dihitung dengan membagi jumlah panas yang menyerap kalorimeter antara variasi suhu. Variasi ini adalah produk dari panas yang dipancarkan dalam reaksi eksotermik, yang sama dengan:

Jumlah panas yang menyerap kalorimeter + jumlah panas yang menyerap larutan

Variasi dapat ditentukan dengan menambahkan jumlah panas yang diketahui dengan mengukur perubahan suhu. Untuk penentuan kapasitas kalori ini, asam benzoat biasanya digunakan, karena panas pembakarannya diketahui (3.227 kJ/mol).

Kapasitas kalori juga dapat ditentukan dengan kecanduan panas dengan menggunakan arus listrik.

Itu dapat melayani Anda: aluminium fosfat (alpo4): struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan

Contoh dari penggunaan kalorimeter untuk menghitung panas spesifik

Batang logam 95 g dipanaskan pada suhu 400 ° C, segera mengambil kalorimeter dengan 500 g air, awalnya pada 20 ºC. Suhu sistem terakhir adalah 24 ºC. Hitung panas spesifik logam.

Δq = m x ce x Δt

Dalam ungkapan ini:

ΔQ = variasi beban.

m = massa.

CE = panas spesifik.

Δt = variasi suhu.

Panas yang diperoleh air sama dengan panas yang terlepas dari bar logam.

Nilai ini terlihat seperti yang muncul di tabel panas tertentu untuk perak (234 J/kg ºC).

Jadi, salah satu aplikasi kalorimetri adalah kerja sama untuk identifikasi bahan.

Pompa kalorimetri

Ini terdiri dari wadah baja, yang dikenal sebagai pompa, tahan terhadap tekanan tinggi yang dapat berasal selama reaksi yang terjadi dalam wadah ini; Wadah ini terhubung ke sirkuit pengapian untuk memulai reaksi.

Pompa direndam dalam wadah besar dengan air, yang fungsinya adalah untuk menyerap panas yang dihasilkan dalam pompa selama reaksi, membuat variasi suhu. Wadah air dilengkapi dengan termometer dan agitator mekanik.

Perubahan energi diukur pada volume dan suhu konstan, jadi tidak ada pekerjaan yang dilakukan dalam reaksi yang terjadi di pompa.

ΔE = q

ΔE adalah variasi energi internal dalam reaksi dan panas yang dihasilkan dalam hal ini.

Jenis kalorimeter

ISOTERMIC Title Corner (CTI)

Kalorimeter memiliki dua sel: dalam satu sampel ditempatkan dan yang lain, referensi, air biasanya ditempatkan.

Perbedaan suhu yang dihasilkan antara sel - karena reaksi yang terjadi pada sel sampel - dibatalkan oleh sistem umpan balik yang menyuntikkan panas agar sesuai dengan suhu sel.

Jenis kalorimeter ini memungkinkan untuk mengikuti interaksi antara makromolekul dan ligannya.

Itu dapat melayani Anda: isoamyl alkohol: struktur, sifat, penggunaan dan risiko

Kalorimeter pemindaian diferensial

Kalorimeter ini memiliki dua sel, seperti CTI, tetapi memiliki perangkat yang memungkinkan menentukan suhu dan aliran panas yang terkait dengan perubahan material tergantung pada waktu.

Teknik ini memberikan informasi tentang lipatan protein dan asam nukleat, serta stabilisasi mereka.

Aplikasi

-Kalorimetri memungkinkan untuk menentukan pertukaran panas yang terjadi dalam reaksi kimia, sehingga memungkinkan lebih jelas untuk memahami mekanisme ini.

-Dengan menentukan panas spesifik suatu bahan, kalorimetri menyediakan data yang membantu identifikasinya.

-Karena ada proporsionalitas langsung antara perubahan panas suatu reaksi dan konsentrasi reaktan, ditambah dengan fakta bahwa kalorimetri tidak memerlukan sampel yang terbatas, teknik ini dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi zat yang ada dalam matriks yang kompleks.

-Di bidang rekayasa kimia, kalorimetri digunakan dalam proses keamanan, serta di berbagai bidang optimasi, reaksi kimia dan di unit operasi.

Penggunaan kalorimetri titrasi isotermal

-Berkolaborasi dalam membangun mekanisme aksi enzimatik, serta dalam kinetika. Teknik ini dapat mengukur reaksi antara molekul, menentukan afinitas tautan, stoikiometri, entalpi dan entropi dalam larutan tanpa perlu penanda.

-Mengevaluasi interaksi nanopartikel dengan protein dan, bersama dengan metode analitik lainnya, adalah alat penting untuk mencatat perubahan konformasi protein.

-Ini memiliki aplikasi dalam konservasi makanan dan tanaman.

-Mengenai konservasi makanan, ia dapat menentukan kerusakan dan waktu kehidupan di rak (aktivitas mikrobiologis). Ini dapat membandingkan efisiensi metode konservasi makanan yang berbeda, dan mampu menentukan dosis pengawet yang optimal, serta degradasi dalam kontrol pengemasan.

-Adapun tanaman sayuran, Anda dapat mempelajari perkecambahan benih. Berada di dalam air dan di hadapan oksigen, mereka melepaskan panas yang dapat diukur dengan kalorimeter isotermal. Periksa usia dan penyimpanan benih yang tidak tepat dan mempelajari laju pertumbuhannya terhadap variasi suhu, pH atau bahan kimia yang berbeda.

Dapat melayani Anda: mikroskop sederhana

-Akhirnya, Anda dapat mengukur aktivitas biologis tanah. Selain itu, Anda dapat mendeteksi penyakit.

Penggunaan kalorimetri pemindaian diferensial

-Bersama dengan kalorimetri isotermal, ini telah memungkinkan mempelajari interaksi protein dengan ligannya, AL, lipatan protein dan mekanisme stabilisasi mereka.

-Anda dapat secara langsung mengukur panas yang dilepaskan atau diserap selama acara tautan molekuler.

-Kalorimetri pemindaian diferensial adalah alat termodinamika untuk pembentukan langsung pengumpulan energi kalori yang terjadi dalam sampel. Ini memungkinkan menganalisis faktor -faktor yang terlibat dalam stabilitas molekul protein.

-Juga mempelajari termodinamika transisi asam nukleat lipat. Teknik ini memungkinkan penentuan stabilitas oksidatif asam linoleat yang terisolasi dan digabungkan ke lipid lain.

-Teknik ini diterapkan dalam kuantifikasi penggunaan farmasi dan dalam karakterisasi termal transporter lipid berstrukturnan.

Referensi

1. Whitten, k., Davis, r., Peck, m. dan Stanley, G. Kimia. (2008). Edisi ke -8. Edit Pembelajaran Cengage.
2. Rehak, n. N. dan muda, D. S. (1978). Aplikasi prospektif kalorimetri di laboratorium klinis. Clin. Chem. 24 (8): 1414-1419.
3. Stossel, f. (1997). Aplikasi kalorimetri reaksi dalam rekayasa kimia. J. Mereka. Anal. 49 (3): 1677-1688.
4. Weber, p. C. dan Salemme, f. R. (2003). Aplikasi metode kalorimetri untuk penemuan obat dan studi interaksi protein. Curr. Pendapat. Struct. Biol. 13 (1): 115-121.
5. Gill, hlm., Moghadem, t. dan ranjbar, b. (2010).  Teknik Calimotric Pemindaian Diferensial: Aplikasi dalam Biologi dan Nanosains. J. Biol. Tech.21 (4): 167-193.
6. Omanovic-Miklicanin, e., Manfield, i. dan Wilkins, t. (2017). Aplikasi kalorimetri titlasi isotermal dalam evaluasi interaksi protein-nanopartikel. J. Mereka. Anal. 127: 605-613.
7. Konsorsium Perguruan Tinggi Komunitas untuk Kredensial Bioscience. (7 Juli 2014). Kalimeter cangkir kopi. [Angka]. Diperoleh pada 7 Juni 2018, dari: Commons.Wikimedia.org