Definiția calorimetrului în chimie

A calorimetru este un dispozitiv folosit pentru a măsura fluxul de căldură al unei reacții chimice sau a unei schimbări fizice. Procesul de măsurare a acestei călduri se numește calorimetrie. Un calorimetru de bază constă dintr-un recipient metalic cu apă deasupra unei camere de ardere, în care se folosește un termometru pentru a măsura schimbarea temperaturii apei. Cu toate acestea, există multe tipuri de calorimetre mai complexe.

Principiul de bază este că căldura eliberată de camera de ardere crește temperatura apei într-un mod măsurabil. Schimbarea de temperatură poate fi apoi utilizată pentru a calcula schimbarea de entalpie pe mol de substanță A când reacționează substanțele A și B.

Ecuația folosită este:

q = C_v(T_f - T_eu )

Unde:

• q este cantitatea de căldură din jouli
• Cv este capacitatea de căldură a calorimetrului în joules pe Kelvin (J / K)
• T_f Si t_eu sunt temperaturile finale și inițiale

Istoricul calorimetrului

Primele calorimetre de gheață au fost construite pe baza conceptului lui Joseph Black de căldură latentă, introdus în 1761. Antoine Lavoisier a inventat termenul de calorimetru în 1780 pentru a descrie aparatul pe care l-a folosit pentru a măsura căldura din respirația cobai folosită pentru topirea zăpezii. În 1782, Lavoisier și Pierre-Simon Laplace au experimentat calorimetrele de gheață, în care căldura necesară pentru a topi gheața putea fi folosită pentru a măsura căldura din reacțiile chimice.

Tipuri de calorimetri

Calorimetrele s-au extins dincolo de calorimetrele originale de gheață.

• Calorimetru adiabatic: O anumită căldură se pierde întotdeauna în recipient într-un calorimetru adiabatic, dar se calculează un factor de corecție pentru a compensa pierderea de căldură. Acest tip de calorimetru este utilizat pentru a studia reacțiile fugite.
• Calorimetru de reacție: În acest tip de calorimetru, reacția chimică are loc într-un recipient închis izolat. Fluxul de căldură versus timpul este măsurat pentru a ajunge la căldura de reacție. Acesta este utilizat pentru reacțiile destinate să funcționeze la o temperatură constantă sau pentru a găsi căldura maximă degajată de o reacție.
• Calorimetrul cu bomba: Un calorimetru cu bombă este un calorimetru cu volum constant, construit pentru a rezista la presiunea produsă de reacție, deoarece încălzește aerul din recipient. Schimbarea de temperatură a apei este utilizată pentru calcularea căldurii de ardere.
• Calorimetru tip calvet: Acest tip de calorimetru se bazează pe un senzor de fluxmetru tridimensional format din inele de termocuple din serie. Acest tip de calorimetru permite o dimensiune mai mare a eșantionului și o dimensiune a vasului de reacție, fără a sacrifica exactitatea măsurării. Un exemplu de calorimetru de tip Calvet este calorimetrul C80.
• Calorimetru cu presiune constantă: Acest instrument măsoară schimbarea de entalpie a unei reacții în soluție în condiții de presiune atmosferică constantă. Un exemplu obișnuit al acestui tip de dispozitiv este calorimetrul cu ceașcă de cafea.