Calorimeter Definitie in Chemie
Share
EEN calorimeter is een apparaat dat wordt gebruikt om de warmtestroom van een chemische reactie of fysische verandering te meten. Het proces van het meten van deze warmte wordt genoemd calorimetrie. Een basiscalorimeter bestaat uit een metalen bak met water boven een verbrandingskamer, waarin een thermometer wordt gebruikt om de verandering in watertemperatuur te meten. Er zijn echter veel soorten complexere calorimeters.
Het basisprincipe is dat warmte die vrijkomt door de verbrandingskamer de temperatuur van het water op een meetbare manier verhoogt. De temperatuurverandering kan vervolgens worden gebruikt om de enthalpieverandering per mol stof A te berekenen wanneer stoffen A en B worden omgezet.
De gebruikte vergelijking is:
q = Cv(Tf - Tik )
waar:
- q is de hoeveelheid warmte in joules
- Cv is de warmtecapaciteit van de calorimeter in joules per Kelvin (J / K)
- Tf en Tik zijn de uiteindelijke en begintemperaturen
Calorimeter Geschiedenis
De eerste ijscalorimeters werden gebouwd op basis van het concept van Joseph Black van latente warmte, geïntroduceerd in 1761. Antoine Lavoisier bedacht de term calorimeter in 1780 om het apparaat te beschrijven dat hij gebruikte om warmte te meten van cavia-ademhaling die werd gebruikt om sneeuw te smelten. In 1782 experimenteerden Lavoisier en Pierre-Simon Laplace met ijscalorimeters, waarin warmte nodig om ijs te smelten kon worden gebruikt om warmte van chemische reacties te meten.
Soorten calorimeters
Calorimeters zijn verder uitgebreid dan de originele ijssalorimeters.
- Adiabatische calorimeter: In een adiabatische calorimeter gaat altijd wat warmte verloren aan de container, maar een correctiefactor wordt toegepast op de berekening om warmteverlies te compenseren. Dit type calorimeter wordt gebruikt om weggelopen reacties te bestuderen.
- Reactie calorimeter: In dit type calorimeter vindt de chemische reactie plaats in een geïsoleerde gesloten container. Warmtestroom versus tijd wordt gemeten om bij de reactiewarmte te komen. Dit wordt gebruikt voor reacties die bedoeld zijn om op een constante temperatuur te lopen of om de maximale warmte te vinden die vrijkomt door een reactie.
- Bom calorimeter: Een bomcalorimeter is een calorimeter met een constant volume, geconstrueerd om de druk te weerstaan die door de reactie wordt veroorzaakt wanneer deze de lucht in de container verwarmt. De temperatuurverandering van water wordt gebruikt om de verbrandingswarmte te berekenen.
- Calorimeter-type calorimeter: Dit type calorimeter vertrouwt op een driedimensionale fluxmetersensor gemaakt van in serie geplaatste ringen van thermokoppels. Dit type calorimeter zorgt voor een grotere monstergrootte en reactievatgrootte, zonder in te boeten aan de nauwkeurigheid van de meting. Een voorbeeld van een calorimeter van het type Calvet is de calorimeter C80.
- Constant-druk calorimeter: Dit instrument meet de enthalpie-verandering van een reactie in oplossing onder omstandigheden van constante atmosferische druk. Een gebruikelijk voorbeeld van dit type apparaat is de calorimeter voor koffiekopjes.
