Kalorimeter

Kalorimeter mengukur perubahan suhu suatu zat

Apa itu kalorimeter?

Dia kalorimeter Ini adalah perangkat yang mengukur perubahan suhu sejumlah zat (biasanya air). Dengan kata lain, kalorimeter mengukur jumlah panas yang diterima atau disediakan oleh tubuh.

Di laboratorium, kalorimeter paling sederhana yang dapat ditemukan adalah gelas kopi. Ini digunakan untuk mengukur panas yang diserap atau dilepaskan dalam reaksi tekanan konstan, dalam larutan air. 

Dalam reaksi eksotermik, jumlah panas yang muncul dapat dihitung dari peningkatan suhu kalorimeter dan larutan berair:

Jumlah panas yang muncul dalam reaksi = jumlah panas yang menyerap kalorimeter + jumlah panas yang menyerap larutan

Jumlah panas yang menyerap kalorimeter disebut kapasitas kalori kalorimeter. Ini ditentukan dengan memberikan jumlah panas yang diketahui untuk kalorimeter dengan massa air tertentu. Kemudian, peningkatan suhu dalam kalorimeter dan solusi yang dikandungnya diukur.

Dengan data ini, dan penggunaan panas air spesifik (4,18 J/g. ° C), kapasitas kalori kalorimeter dapat dihitung. Kapasitas ini juga ditunjuk konstan kalorimeter.

Bagian dari kalorimeter

Kalorimeter yang paling banyak digunakan di laboratorium pengajaran kimia adalah kalorimeter yang disebut kapal kopi. Ini terdiri dari gelas kimia, atau sebaliknya, wadah gabus putih yang memiliki sifat isolasi tertentu. Di dalam wadah ini, larutan air ditempatkan dengan tubuh yang akan menghasilkan atau menyerap panas.

Di bagian atas wadah tutup bahan isolasi dengan dua lubang ditempatkan. Dalam satu, termometer diperkenalkan untuk mengukur perubahan suhu, dan yang lain agitator, lebih disukai kaca, yang memenuhi fungsi memindahkan kandungan larutan air.

Jenis kalorimeter dan karakteristiknya

Segelas kopi

Ini adalah salah satu yang digunakan dalam penentuan panas yang dilepaskan oleh reaksi eksotermik, dan panas yang diserap dalam reaksi endotermik.

Dapat melayani Anda: benchilo benzoate

Selain itu, dapat digunakan dalam menentukan panas spesifik suatu tubuh; yaitu, jumlah panas yang perlu diserap oleh gram zat untuk menaikkan suhunya ke derajat Celcius.  

Pompa kalorimetri

Ini adalah perangkat di mana jumlah panas yang muncul atau diserap dalam reaksi yang terjadi pada volume konstan diukur.

Reaksi terjadi dalam wadah baja tahan (pompa), yang direndam dalam volume air yang besar. Ini membuat perubahan suhu air kecil. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa perubahan yang terkait dengan reaksi diukur pada volume dan suhu konstan.

Ini menunjukkan bahwa pekerjaan tidak dilakukan saat reaksi dilakukan dalam pompa kalorimetri.

Reaksi dimulai dengan pasokan listrik melalui kabel yang terhubung ke pompa.

Kalorimeter adiabatik

Itu ditandai dengan memiliki struktur isolasi yang disebut perisai. Perisai ada di sekitar sel di mana perubahan panas dan suhu terjadi. Ini juga terhubung ke sistem elektronik yang mempertahankan suhunya sangat dekat dengan sel, untuk menghindari perpindahan panas.

Dalam kalorimeter adiabatik, perbedaan suhu antara kalorimeter dan lingkungannya diminimalkan; serta koefisien perpindahan panas dan waktu untuk pertukaran panas.

Bagian -bagiannya adalah sebagai berikut:

- Sel (atau wadah), diintegrasikan ke dalam sistem isolasi yang dengannya mereka menghindari kehilangan panas.

- Termometer, untuk mengukur perubahan suhu.

- Pemanas, terhubung ke sumber tegangan listrik yang dapat dikendalikan.

- Dan perisai, sudah disebutkan.

Dalam jenis kalorimeter ini, sifat -sifat seperti entropi, suhu debye dan kepadatan status elektronik dapat ditentukan.

Dapat melayani Anda: proses termodinamika

Kalorimeter isoperibolik

Ini adalah perangkat di mana sel reaksi dan pompa direndam dalam struktur yang disebut jaket. Dalam hal ini, jaket terdiri dari air, dipertahankan pada suhu yang konstan.

Suhu sel dan pompa naik saat panas dilepaskan selama proses pembakaran; Tetapi suhu jaket air dipertahankan pada suhu tetap.

Mikroprosesor mengontrol suhu sel dan jaket, membuat koreksi yang diperlukan dari kebocoran pelarian yang dihasilkan dari perbedaan antara dua suhu.

Koreksi ini diterapkan terus menerus, dan dengan koreksi akhir, berdasarkan pengukuran sebelum dan sesudah tes.

Kalorimeter aliran

Dikembangkan oleh Calientar, memiliki perangkat untuk memindahkan gas dalam wadah ke kecepatan konstan. Saat menambahkan panas, peningkatan suhu dalam cairan diukur.

Kalorimeter aliran ditandai oleh:

- Pengukuran yang tepat dari kecepatan aliran konstan.

- Pengukuran yang tepat dari jumlah panas yang diperkenalkan pada cairan melalui pemanas.

- Pengukuran yang tepat dari peningkatan suhu gas yang disebabkan oleh masuknya energi

- Desain untuk mengukur kapasitas gas di bawah tekanan.

Kalorimeter kalorimetri dengan pemindaian diferensial

Ini ditandai dengan memiliki dua wadah: dalam satu sampel yang akan dipelajari ditempatkan, sedangkan yang lain tetap kosong atau bahan referensi digunakan.

Dua wadah dipanaskan dengan kecepatan energi yang konstan, dengan dua pemanas independen. Ketika pemanasan hangat dari dua wadah dimulai, komputer akan grafik perbedaan aliran panas dari pemanas terhadap suhu, sehingga dapat menentukan aliran panas.

Selain itu, variasi suhu dapat ditentukan tergantung pada waktu; Dan akhirnya, kapasitas kalori.

Itu dapat melayani Anda: Formula semi -berkembang: apa dan contoh (metana, propana, butana ...)

Aplikasi kalorimeter

Dalam fisikokimia

- Kalorimeter dasar, segelas kopi, memungkinkan mengukur jumlah panas yang diserap atau diserap oleh tubuh. Di dalamnya Anda dapat menentukan apakah suatu reaksi eksotermik atau endotermik. Selain itu, panas spesifik suatu tubuh dapat ditentukan.

- Dengan kalorimeter adiabatik telah dimungkinkan untuk menentukan entropi proses kimia dan kepadatan keadaan elektronik.

Dalam sistem biologis

- Mikrokalorimeter digunakan untuk mempelajari sistem biologis yang mencakup interaksi antara molekul, serta perubahan konformasi molekuler yang terjadi; Misalnya, dalam tampilan molekul. Garis mencakup sapuan diferensial dan tingkat isotermal.

- Mikrokalorimeter digunakan dalam pengembangan obat molekul kecil, bioterapi dan vaksin.

Kalorimeter pompa oksigen dan daya kalori

Dalam kalorimeter pompa oksigen, pembakaran berbagai zat terjadi, mampu menentukan daya kalorinya. Di antara zat yang dipelajari dengan menggunakan kalorimeter ini adalah: batubara dan kokas; minyak yang dapat dimakan, baik berat maupun ringan; bensin dan semua bahan bakar motorik.

Juga jenis bahan bakar untuk reaktor pesawat; limbah bahan bakar dan eliminasi limbah; produk makanan dan suplemen untuk nutrisi manusia; tanaman hijauan dan suplemen untuk pakan ternak; Bahan bangunan; Bahan bakar untuk roket dan propelan.

Demikian juga, daya kalori telah ditentukan oleh kalorimetri dalam studi termodinamika bahan yang mudah terbakar; Dalam studi keseimbangan energi dalam ekologi; dalam bahan peledak dan bubuk termal dan dalam pengajaran metode termodinamika dasar.

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia. (Edisi ke -8.). Pembelajaran Cengage.
2. González J., Cortés l. & Sánchez a. (S.F.). Kalorimetri adiabatik dan aplikasinya. Pulih dari: cenam.MX
3. Wikipedia (2018). Kalorimeter. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
4. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (2018). Definisi Calimer dalam Kimia. Pulih dari: thinkco.com
5. Gillespie, Claire. (2018). Bagaimana cara kerja kalorimeter? Ilmu pengetahuan. Pulih dari: ilmuwan.com