Introduksjon Til Kjemi
Læringsmål
- Beskriv hvordan et bombekalorimeter fungerer
Viktige Punkter
- et bombekalorimeter brukes til å måle endringen i indre energi, \ Delta U, av en reaksjon. Ved konstant volum er dette lik qV, reaksjonsvarmen.
- kalorimeteret har sin egen varmekapasitet, som må tas med i beregningen.
Terms
- bombekalorimeter er en type kalorimeter med konstant volum som brukes til å måle forbrenningsvarmen i en bestemt reaksjon.
- kalorimengden energi som trengs for å øke temperaturen på 1 gram vann med 1 °C. det er en IKKE-SI-energienhet som tilsvarer omtrent 4,18 Joules. En Kalori (med hovedstad C) = 1000 kalorier.
Bombekalorimeteret
Bombekalorimetri brukes til å måle varmen som en reaksjon absorberer eller frigjør, og brukes praktisk talt til å måle kaloriinnholdet i mat. Et bombekalorimeter er en type kalorimeter med konstant volum som brukes til å måle en bestemt reaksjons forbrenningsvarme. For eksempel, hvis vi var interessert i å bestemme varmeinnholdet i en sushi roll, for eksempel, ville vi være ute etter å finne ut hvor mange kalorier den inneholder. For å gjøre dette, ville vi plassere sushi roll i en beholder referert til som “bombe”, forsegle den, og deretter dyppe den i vannet inne i kalorimeteret. Da ville vi evakuere all luft ut av bomben før vi pumpet i ren oksygengass (O2). Etter at oksygenet er tilsatt, vil en sikring antennes prøven som får den til å forbrenne, og derved gi karbondioksid, gassformig vann og varme. Som sådan er bombekalorimetre bygget for å motstå det store trykket som produseres fra gassformige produkter i disse forbrenningsreaksjonene.
når prøven er fullstendig forbrent, overføres varmen som frigjøres i reaksjonen til vannet og kalorimeteret. Temperaturendringen av vannet måles med et termometer. Den totale varmen som avgis i reaksjonen vil være lik varmen oppnådd av vannet og kalorimeteret:
q_{rxn}=-q_{cal}
Husk at varmen oppnådd av kalorimeteret er summen av varmen oppnådd av vannet, så vel som selve kalorimeteret. Dette kan uttrykkes som følger:
q_{cal}=m_{water}C_ {water} \ Delta T + c_{cal} \ Delta t
Hvor Cwater betegner den spesifikke varmekapasiteten til vannet (1 \frac{cal}{g ^{\circ}C}), og Ccal er varmekapasiteten til kalorimeteret (typisk i \frac{cal}{^{\circ}C}). Derfor, når du kjører bombekalorimetriforsøk, er det nødvendig å kalibrere kalorimeteret for å bestemme Ccal.
siden volumet er konstant for et bombekalorimeter, er det ikke noe trykkvolumarbeid. Som et resultat:
③U=qV
DER Δ er endringen i intern energi, og qV betegner varmen absorbert eller frigjort av reaksjonen målt under forhold med konstant volum. (Dette uttrykket ble tidligere avledet i” Intern Energi og Entalpi ” – delen.) Dermed er den totale varmen som avgis av reaksjonen relatert til endringen i intern energi (Δ), ikke endringen i entalpi (Δ) som måles under forhold med konstant trykk.
verdien produsert av slike eksperimenter reflekterer ikke helt hvordan kroppen vår brenner mat. For eksempel kan vi ikke fordøye fiber, så oppnådde verdier må korrigeres for å ta hensyn til slike forskjeller mellom eksperimentelle (totale) og faktiske (hva menneskekroppen kan absorbere) verdier.
