Chemici en natuurkundigen gebruiken een techniek die bekend staat als calorimetrie om de hoeveelheid warmte te meten die wordt afgegeven of geabsorbeerd tijdens een chemische reactie. De calorimeter bestaat in het algemeen uit een houder gevuld met vloeistof, gewoonlijk water, een thermometer voor het bewaken van de temperatuur en een inrichting voor het roeren van het water. De calorimeter zelf kan net zo eenvoudig zijn als een piepschuimbeker. Berekeningen van calorimetrie hangen samen met de eerste wet van de thermodynamica, waarin staat dat energie niet kan worden gemaakt of vernietigd. Toegepast op calorimetrie betekent dit dat alle warmte die wordt geproduceerd tijdens een chemische reactie moet worden overgebracht naar de calorimeter of, meer specifiek, naar het water binnen de calorimeter. Daarom, als de chemicus of natuurkundige de warmte kan meten die door het water wordt geabsorbeerd, weten ze de hoeveelheid warmte die door de reactie wordt afgegeven.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Je kunt de warmtewinst berekenen met een calorimeter door de verandering in temperatuur van een bekende massa vloeistof te meten, zolang de warmtecapaciteit van vloeistof ook bekend is.

Meet de verandering in temperatuur

Bereken de verandering in temperatuur, delta (T), van het water in de calorimeter volgens de vergelijkingsdelta (T) = eindtemperatuur - begintemperatuur. Aangenomen dat de reactie exotherm was, dat wil zeggen dat deze warmte afgeeft, zou delta (T) een positieve waarde moeten vertonen. Als de reactie endotherm was, d.w.z. deze absorbeerde warmte, dan zou delta (T) negatief moeten zijn. Dus, als de begintemperatuur 24.0 graden Celsius was en de eindtemperatuur 33.4 graden Celsius was, dan was delta (T) = 33.4 - 24.0 = 9.6 graden Celsius, en was de reactie exotherm.

Zoek de watermassa

Bereken de watermassa in de calorimeter. Als u een aantal instructies volgde, zoals een laboratoriumprocedure in een tekstboek, hadden de instructies een stap moeten bevatten waarin ofwel een vast volume water werd gemeten in bijvoorbeeld een maatcilinder of de calorimeterkop werd gebruikt. weegden op een balans voor en nadat het water was toegevoegd. Als je een vast volume water hebt gemeten, dan is de massa in gram gelijk aan het volume in milliliters. Als u de calorimeter voor en na de toevoeging van water hebt gewogen, dan is de massa water gelijk aan de massa van de calorimeter en water samen, verminderd met de massa van de lege beker. Als de lege calorimeterkop bijvoorbeeld 4,65 g woog en de calorimeter plus water 111,88 g woog, was de watermassa 111,88 - 4,65 = 107,23 g.

Vind de door hitte verkregen resultaten

Bereken de door de calorimeter verkregen warmte, Q, volgens de vergelijking Q = m * c * delta (T), waarbij m staat voor de watermassa berekend in stap 2, c staat voor de warmtecapaciteit van water, of 4.184 joules per gram per graden Celsius, J /gC en delta (T) vertegenwoordigt de verandering in temperatuur berekend in stap 1. Vervolg het voorbeeld uit stappen 1 en 2, Q = 107,23 g * 4,184 J /gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J of 4,3 kJ. Dit vertegenwoordigt de warmte die wordt geabsorbeerd door de calorimeter.