Kalorimeter adalah alat yang secara hati-hati mengukur suhu sistem terisolasi baik sebelum dan sesudah reaksi berlangsung. Perubahan suhu memberitahu kita apakah energi panas diserap atau dilepaskan, dan berapa banyak. Ini memberi kita informasi penting tentang produk, reaktan, dan sifat reaksi.
Reaksi Endoterm dan Eksoterm
•••Jupiterimages/Pixland/Getty Images
Proses endoterm menyerap panas dari lingkungan, sedangkan proses eksoterm melepaskan panas ke lingkungan. Menambahkan panas membantu gula dan garam larut dalam air. Reaksi itu adalah endotermik: Reaktan + Energi → Produk. Reaksi kimia dalam nyala lilin mengeluarkan panas. Ini adalah eksotermik: Reaktan → Produk + Energi.
Percobaan Kalorimetri
Eksperimen kalorimetri mengukur jumlah energi panas yang diperoleh atau hilang selama reaksi dengan mengukur suhu sebelum dan sesudah. Berdasarkan perubahan suhu, massa zat dan peralatan, dan properti lain yang disebut kapasitas panas (yang mungkin berbeda untuk setiap komponen), seseorang menghitung perubahan energi panas yang terjadi selama reaksi. Jika perubahannya positif, maka energi panas dilepaskan, dan prosesnya eksotermik. Jika perubahannya negatif, maka energi panas diserap, dan prosesnya endotermik.
Jenis Kalorimeter
Kalorimeter adalah wadah tertutup dan terisolasi di mana reaksi kimia berlangsung dalam lingkungan yang terisolasi. Kalorimeter juga termasuk cara untuk mengukur suhu sebelum dan sesudah reaksi. Ada dua jenis kalorimeter utama: kalorimeter tekanan konstan dan kalorimeter volume konstan. Gelas styrofoam dengan penutup dan termometer membuat kalorimeter tekanan konstan dasar berguna untuk eksperimen di rumah. Reaksi selalu pada tekanan atmosfer. Kalorimeter bom volume konstan lebih rumit. Reaksi berlangsung dalam wadah tertutup berdinding tebal yang direndam dalam penangas air terisolasi.
Contoh: Eksotermik
•••Goodshoot/Goodshoot/Getty Images
Kalori dalam makanan dapat ditentukan dengan membakarnya dalam kalorimeter bom. Sampel makanan yang akan diukur ditempatkan di ruang dalam, yang diisi dengan oksigen dan memiliki elemen pemanas yang akan menyalakan sampel. Karena kita menggunakan makanan untuk mendapatkan energi, proses pembakarannya harus melepaskan energi -- makanan tersebut bersifat eksotermik. Akibatnya, suhu akan lebih tinggi setelahnya daripada sebelumnya. Contoh lain dari reaksi eksotermik adalah apa yang terjadi dalam paket panas instan.
Contoh: Endotermik
•••Gambar Thinkstock/Stockbyte/Getty
Banyak orang telah melakukan percobaan di mana Anda mencampur soda kue dan cuka bersama-sama dan mendapatkan reaksi yang menarik. Reaksi ini bersifat endoterm. Tidak akan sulit untuk menguji ini dalam kalorimeter rumah sederhana. Kebalikan dari kompres panas instan adalah kompres dingin instan, yang sering ditemukan di kotak P3K dan menggunakan reaksi endotermik.
Fisik vs. Proses Kimia
•••Gambar Comstock/Stockbyte/Getty
Kata "reaksi" dalam artikel ini harus benar-benar dipikirkan secara lebih umum. Perubahan fase, seperti air membeku atau mendidih, adalah proses fisik, bukan reaksi kimia. Panas yang diperlukan untuk ditambahkan atau dihilangkan untuk membuat perubahan fase ini terjadi memberi kita konstanta fisik penting yang disebut panas transformasi. Seseorang dapat menggunakan kalorimeter untuk mengukur ini.