Avíza

Definícia kalorimetra v chémii

Definícia kalorimetra v chémii

kalorimeter je zariadenie používané na meranie tepelného toku chemickej reakcie alebo fyzikálnej zmeny. Nazýva sa proces merania tohto tepla kalorimetria, Základný kalorimeter pozostáva z kovovej nádoby s vodou nad spaľovacou komorou, v ktorej sa používa teplomer na meranie zmeny teploty vody. Existuje však veľa typov zložitejších kalorimetrov.

Základným princípom je, že teplo uvoľňované spaľovacou komorou merateľným spôsobom zvyšuje teplotu vody. Teplotná zmena sa potom môže použiť na výpočet zmeny entalpie na mól látky A, keď reagujú látky A a B.

Použitá rovnica je:

q = Cproti(TF - Tja )

kde:

  • q je množstvo tepla v jouloch
  • Cv je tepelná kapacita kalorimetra v jouloch na Kelvin (J / K)
  • TF a Tja sú konečná a počiatočná teplota

História kalorimetrov

Prvé kalorimetre ľadu boli postavené na základe konceptu latentného tepla Josepha Blacka, ktorý bol predstavený v roku 1761. Antoine Lavoisier razil termín kalorimeter v roku 1780, aby opísal prístroj, ktorý používal na meranie tepla z dýchania morčiat používaného na topenie snehu. V roku 1782 experimentovali Lavoisier a Pierre-Simon Laplace s ľadovými kalorimetrom, v ktorých sa teplo potrebné na roztopenie ľadu mohlo použiť na meranie tepla z chemických reakcií.

Typy kalorimetrov

Kalorimetre sa rozšírili za pôvodné ľadové kalorimetre.

  • Adiabatický kalorimeter: V adiabatickom kalorimetri sa vždy stratí určité množstvo tepla v nádobe, ale na výpočet tepelných strát sa použije korekčný faktor. Tento typ kalorimetra sa používa na štúdium útekových reakcií.
  • Reakčný kalorimeter: Pri tomto type kalorimetra dochádza k chemickej reakcii v izolovanej uzavretej nádobe. Merá sa tok tepla v závislosti od času, aby sa dosiahlo reakčné teplo. Používa sa pri reakciách, ktoré majú prebiehať pri konštantnej teplote alebo pri zisťovaní maximálneho tepla uvoľneného reakciou.
  • Bombový kalorimeter: Kalorimeter bomby je kalorimeter s konštantným objemom, skonštruovaný tak, aby vydržal tlak vyvolaný reakciou, keď ohrieva vzduch v nádobe. Zmena teploty vody sa používa na výpočet spaľovacieho tepla.
  • Kalorimeter typu Calvet: Tento typ kalorimetra sa spolieha na trojrozmerný snímač toku fluóru vyrobený z krúžkov termočlánkov v sérii. Tento typ kalorimetra umožňuje väčšiu veľkosť vzorky a veľkosť reakčnej nádoby bez toho, aby došlo k zníženiu presnosti merania. Príkladom kalorimetra typu Calvet je kalorimeter C80.
  • Kalorimeter s konštantným tlakom: Tento prístroj meria zmenu entalpie reakcie v roztoku za podmienok konštantného atmosférického tlaku. Bežným príkladom tohto typu zariadenia je kalorimeter na šálku kávy.