קלורימטרים מודדים את החום של תגובה כימית או שינוי פיזיקלי כמו קרח שנמס למים נוזליים. חום התגובה חשוב להבנת התרמודינמיקה של תגובות כימיות ולניבוי סוגי התגובות שיתרחשו באופן ספונטני. קל מאוד לבנות קלורימטר בסיסי - כל מה שאתה צריך זה כמה כוסות קפה קלקר, מכסה ומדחום. לפני השימוש בקלורימטר שלך, עם זאת, עליך לכייל אותו ולקבוע את קבוע הקלורימטר שלו. כדי למצוא את קבוע הקלורימטר למכשיר שלך, בצע את הצעדים המתוארים להלן.
לבש מעיל מעבדה, משקפי מגן וכפפות.
הרכיב את קלורימטר כוס הקפה על ידי הכנסת כוס קפה קלקר אחת לשנייה והצמדת המכסה. זה אולי נראה פשוט, אבל אם הוא מכויל כראוי, הקלורימטר הזה של כוס קפה יכול להיות שימושי באופן מפתיע למציאת מחממי תגובה.
מדוד כ 50 מ"ל של מים קרים באמצעות הגליל המדורג. אין צורך לדייק בשלב זה.
מדוד את משקל קלורימטר כוס הקפה הריק שלך ל 0.01 גרם הקרוב ביותר (או קרוב ככל שתוכל להגיע). עכשיו, הוסף את 50 מ"ל של מים קרים, החלף את המכסה ושקול מחדש את הקלורימטר. ההבדל בין המשקולות הריקות למלאות הוא משקל המים הקרים. רשום ערך זה (עד 0.01 גרם הקרוב ביותר).
שקלו את הכוס ורשמו את משקלו (ל 0.01 גרם הקרוב ביותר). הוסף כ- 50 מ"ל מים ושקול מחדש את הכוס. ההבדל בין המשקולות הריקות למלאות הוא משקל המים החמים. רשום ערך זה (עד 0.01 גרם הקרוב ביותר).
בעזרת מעמד הטבעת ומהדק, אבטח את הכוס כך שתעמוד על גבי רשת גזה התיל מעל מבער הבונסן. רשת גזי התיל מונעת מהלהבה לבוא במגע ישיר עם הזכוכית. מקם אחד משני המדחומים בכוס וכוס אותו בעזרת מהדק כך שהוא תלוי במים, אך לא נוגע בתחתית הכוס.
הדליקו את מבער הבונסן וחממו בעדינות את המים החמים לכ- 80 מעלות צלזיוס. עדיף לחמם אותו לאט ולא לחמם אותו מהר מדי ולהביא אותו לרתיחה.
הכנס את המדחום השני לקלורימטר דרך המכסה. מערבבים את המים בתוך הקלורימטר במשך ארבע דקות ורושמים את הטמפרטורה שלהם במרווחים של דקה ל 0.1 מעלות צלזיוס הקרובה ביותר. הטמפרטורה צריכה להישאר פחות או יותר קבועה; אם לא, אפשר למים הקרים לשבת לפחות שתי דקות נוספות.
רגע לפני הדקה החמישית, כבה את מבער הבונסן אם עדיין לא עשית זאת, ורשום את הטמפרטורה של המים החמים והמים הקרים. שופכים במהירות ובזהירות את כל המים החמים לקלורימטר, ואז מחליפים את המכסה וחוזרים לערבב עם המדחום.
מדוד ורשום את הטמפרטורה בקלורימטר במרווחים של 30 שניות עד שחלפו חמש דקות בסך הכל.
פתח את Excel או תוכנית גיליון אלקטרוני אחרת. הזן את הזמן כערכי ה- X ואת הטמפרטורות כערכי ה- y ושרטט את הנתונים שלך. השתמש בתוכנית הגיליונות האלקטרוניים כדי למצוא שורה המתאימה ביותר לנתונים לאחר הוספת המים החמים. אל תכלול את נקודות הנתונים מלפני הוספת המים החמים בשורה המתאימה ביותר שלך. קו המגמה צריך להיות ליניארי.
רשמו את השורה המתאימה ביותר מהגרף שלכם. חבר 5 דקות ל- x וחשב את y (הטמפרטורה המחולקת ב- 5 דקות). אנחנו נקרא לטמפרטורה המחולצת הזו Tf.
הפחית את Tf מהטמפרטורה של המים החמים רגע לפני שהוספת אותם לקלורימטר. זה ייתן לך את השינוי בטמפרטורה של המים החמים, Th. הכפל את Th ב -4.184 ואת מסת המים החמים כדי לגלות כמה אנרגיה המים החמים איבדו בג'אול.
הפחית את טמפרטורת המים הקרים מ- Tf; זה ייתן לך Tc, שינוי הטמפרטורה של המים הקרים. הכפל במסת המים הקרים וב- 4.184 כדי למצוא את כמות האנרגיה שנצברה על ידי המים הקרים בג'אול.
הפחיתו את האנרגיה שנצברה במים הקרים מהאנרגיה שאיבדו המים החמים. זה ייתן לך את כמות האנרגיה שצברה הקלורימטר.
חלק את האנרגיה שצברה הקלורימטר על ידי Tc (שינוי הטמפרטורה של המים הקרים). התשובה הסופית הזו היא קבוע הקלורימטר שלך.
דברים שתזדקק להם
- קלורימטר כוס קפה
- 2 מדחומים
- מבער בונזן
- קל יותר
- כוס כוס 150 מ"ל
- סוּלָם
- משורה
- תוכנית גיליון אלקטרוני כמו Excel או OpenOffice
- מים
- רינגסטנד
- מַהְדֵק
- רשת גזה תיל
- מַחשְׁבוֹן
- חלוק מעבדה
- משקפיים
- כפפות
טיפים
קבוע הקלורימטר לעולם לא יכול להיות שלילי - אם כן, טעית... נסה לבצע ניסויים מרובים ולמצוא ממוצעים את תוצאות ניסויים אלה כדי להפחית את הטעות שלך. חוסר הוודאות בממוצע הסופי שלך יהיה פלוס מינוס כפול סטיית התקן.
אזהרות
תמיד היה זהיר במיוחד בעבודה עם להבה פתוחה. לעולם אל תאפשר לשיערך, לבגדיך או לחומרים דליקים כלשהם להתקרב לאש. כבה את המבער כאשר הוא כבר לא בשימוש. היזהר במיוחד בעבודה עם מים חמים; מים בטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס עלולים לגרום לכוויות או צרבות מגעילות אם תשפכו אותם על העור.