En kalorimeter är en apparat som noggrant mäter temperaturen hos ett isolerat system både före och efter en reaktion sker. Temperaturförändringen berättar om värmeenergin absorberats eller släpptes, och hur mycket. Detta ger oss viktig information om produkterna, reaktanterna och reaktionens karaktär.

Endoterma och exoterma reaktioner

En endoterm process absorberar värme från omgivningen, medan en exoterm process ger upphov till värme i miljö. Att tillsätta värme hjälper socker och salt att lösa upp i vatten. Den reaktionen är endoterm: Reaktanter + Energi → Produkter. De kemiska reaktionerna i en ljusflamma avger värme. Dessa är exoterma: Reaktanter → Produkt + Energi.

Kalorimetri Experiment

Kalorimetri experiment mäter mängden värmeenergi som uppnås eller förloras under en reaktion genom mätning av temperaturen före och efter. Baserat på temperaturförändringen beräknas massorna av ämnen och utrustning och en annan egenskap som kallas värmekapaciteten (vilken kan vara olika för varje komponent), en beräknar förändringen i termisk energi som uppstod under reaktionen. Om förändringen är positiv, släpptes termisk energi, och processen är exoterm. Om förändringen är negativ absorberas termisk energi, och processen är endoterm.

Typer av kalorimetrar

En kalorimeter är en sluten, isolerad behållare där kemiska reaktionen fortskrider i en isolerad miljö. Kalorimetern innehåller också ett sätt att mäta temperaturen före och efter reaktionen. Det finns två huvudtyper av kalorimetrar: konstant tryckkalorimetrar och kalorimetrar med konstant volym. En Styrofoam kopp med lock och en termometer gör en grundläggande konstant tryckkalorimeter användbar för hemförsök. Reaktionen är alltid vid atmosfärstryck. En konstant volym bomb kalorimeter är mer komplicerat. Reaktionen sker i en tjockväggig, förseglad behållare som nedsänktes i ett isolerat vattenbad.

Exempel: Exotermisk

Kalorierna i livsmedel kan bestämmas genom att bränna dem i en bombkalorimeter . Mätprovet som skall mätas placeras i den inre kammaren, vilket är fyllt med syre och har ett värmeelement som kommer att antända provet. Eftersom vi använder mat för att få energi, måste processen med att bränna dem frigöra energi - de är exoterma. Följaktligen kommer temperaturen att vara högre efteråt än i förväg. Ett annat exempel på en exoterm reaktion är vad som äger rum i en snabb hettpackning.

Exempel: Endotermisk

Många har utfört experimentet där du blandar natron och ättika tillsammans och får en spännande reaktion . Denna reaktion är endoterm. Det skulle inte vara svårt att testa detta i en enkel hemkalorimeter. Det motsatta av omedelbara heta förpackningar är omedelbara kalla förpackningar, som ofta finns i förstahjälpspaket och använder endoterma reaktioner.

Fysisk mot kemiska processer

Ordet "reaktion" i denna artikel borde verkligen tänkas mer generellt. Fasförändringar, som vattenfrysning eller kokning, är fysiska processer, inte kemiska reaktioner. Värmen som behövs för att tillsättas eller tas bort för att göra dessa fasändringar hända ger oss en viktig fysisk konstant som kallas omvandlingsvärmen. Man kan använda en kalorimeter för att mäta detta.