კალორიმეტრი არის მოწყობილობა, რომელიც ყურადღებით ზომავს იზოლირებული სისტემის ტემპერატურას როგორც რეაქციის მიღებამდე, ისე მის შემდეგ. ტემპერატურის ცვლილება გვეუბნება შეიწოვება თუ გამოიყოფა თერმული ენერგია და რამდენად. ეს მნიშვნელოვან ინფორმაციას გვაძლევს პროდუქტების, რეაქტივებისა და რეაქციის ხასიათის შესახებ.
ენდოთერმული და ეგზოთერმული რეაქციები
•••იუპიტერული სურათები / პიქსლენდი / გეტის სურათები
ენდოთერმული პროცესი შთანთქავს სითბოს გარემოდან, ხოლო ეგზოთერმული პროცესი სითბოს ათავისუფლებს გარემოში. სითბოს დამატება ხელს უწყობს შაქრისა და მარილის წყალში გახსნას. ეს რეაქცია არის ენდოთერმული: რეაქტორები + ენერგია → პროდუქტები. სანთლის ალში ქიმიური რეაქციები სითბოს გამოყოფს. ეს არის ეგზოთერმული: რეაქტორები → პროდუქტი + ენერგია.
კალორიმეტრიის ექსპერიმენტები
კალორიმეტრიის ექსპერიმენტები იზომება რეაქციის დროს მიღებული ან დაკარგული თერმული ენერგიის რაოდენობა ტემპერატურის გაზომვით ადრე და შემდეგ. ტემპერატურის ცვლილების საფუძველზე, ნივთიერებებისა და მოწყობილობების მასები და კიდევ ერთი თვისება, რომელსაც ეწოდება
სითბოს ტევადობა (რაც შეიძლება განსხვავებული იყოს თითოეული კომპონენტისთვის), ითვლება თერმული ენერგიის ცვლილება, რომელიც მოხდა რეაქციის დროს. თუ ცვლილება დადებითია, მაშინ გამოიყოფა თერმული ენერგია, პროცესი კი ეგზოთერმულია. თუ ცვლილება უარყოფითია, მაშინ თერმული ენერგია შეიწოვება, პროცესი კი ენდოთერმულია.კალორიმეტრის ტიპები
კალორიმეტრი არის დახურული, იზოლირებული კონტეინერი, რომელშიც ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს იზოლირებულ გარემოში. კალორიმეტრი ასევე შეიცავს ტემპერატურის გაზომვის მეთოდს რეაქციამდე და მის შემდეგ. კალორიმეტრის ორი ძირითადი ტიპი არსებობს: მუდმივი წნევის კალორიმეტრი და მუდმივი მოცულობის კალორიმეტრი. ფენის ქაფის სახურავი და თერმომეტრი ხდის ძირითად მუდმივ წნევის კალორიმეტრს სასარგებლო ექსპერიმენტებისთვის. რეაქცია ყოველთვის ატმოსფერულ წნევაზეა. მუდმივი მოცულობის ბომბის კალორიმეტრი უფრო რთულია. რეაქცია ხდება სქელკედლიან დალუქულ ჭურჭელში, რომელიც ჩაფლულია იზოლირებული წყლის აბაზანაში.
მაგალითები: ეგზოთერმული
•••Goodshoot / Goodshoot / გეტის სურათები
საკვებში კალორიების დადგენა შესაძლებელია ბომბის კალორიმეტრში დაწვით. გაზომვის საკვების ნიმუში მოთავსებულია შიდა პალატაში, რომელიც ივსება ჟანგბადით და აქვს გამათბობელი ელემენტი, რომელიც ანთებს სინჯს. იმის გამო, რომ საკვებს ენერგიის მისაღებად ვიყენებთ, მათი დაწვის პროცესში ენერგია უნდა გამოიყოს - ისინი ეგზოთერმიულია. შესაბამისად, ამის შემდეგ ტემპერატურა უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე წინასწარ. ეგზოთერმული რეაქციის კიდევ ერთი მაგალითია ის, რაც ხდება მყისიერ ცხელ შეფუთვაში.
მაგალითები: ენდოთერმული
•••Thinkstock / Stockbyte / გეტის სურათები
ბევრმა ადამიანმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, სადაც ერთმანეთში აურიეთ საცხობი სოდა და ძმარი და მიიღეთ საინტერესო რეაქცია. ეს რეაქცია არის ენდოთერმული. ძნელი არ იქნება ამის ტესტი სახლის მარტივ კალორიმეტრში. მყისიერი ცხელი შეფუთვების საპირისპიროა მყისიერი ცივი შეფუთვები, რომლებიც ხშირად გვხვდება პირველადი სამედიცინო დახმარების ნაკრებში და იყენებენ ენდოთერმულ რეაქციებს.
ფიზიკური vs. ქიმიური პროცესები
•••Comstock / Stockbyte / Getty Images
სიტყვა "რეაქცია" ამ სტატიაში მართლაც უფრო ზოგადად უნდა ვიფიქროთ. ფაზის ცვლილებები, როგორიცაა წყლის გაყინვა ან დუღილი, არის ფიზიკური პროცესები და არა ქიმიური რეაქციები. ამ ფაზის ცვლილებების შესატანად საჭირო ან დამატებული სითბო გვაძლევს მნიშვნელოვან ფიზიკურ მუდმივას, რომელსაც ტრანსფორმაციის სითბო ეწოდება. ამის გასაზომად შეგიძლიათ გამოიყენოთ კალორიმეტრი.
