Калориметр - это устройство, которое тщательно измеряет температуру изолированной системы как до, так и после реакции. Изменение температуры говорит нам, была ли тепловая энергия поглощена или высвобождена и сколько. Это дает нам важную информацию о продуктах, реагентах и характере реакции.
Эндотермические и экзотермические реакции
•••Jupiterimages / Pixland / Getty Images
Эндотермический процесс поглощает тепло из окружающей среды, в то время как экзотермический процесс выделяет тепло в окружающую среду. Добавление тепла способствует растворению сахара и соли в воде. Эта реакция эндотермическая: Реагенты + Энергия → Продукты. Химические реакции в пламени свечи выделяют тепло. Это экзотермические вещества: Реагенты → Продукт + Энергия.
Калориметрические эксперименты
Калориметрические эксперименты измеряют количество тепловой энергии, полученной или потерянной во время реакции, путем измерения температуры до и после. В зависимости от изменения температуры, массы веществ и оборудования, а также другого свойства, называемого
Типы калориметров
Калориметр - это закрытый изолированный контейнер, в котором химическая реакция протекает в изолированной среде. Калориметр также включает способ измерения температуры до и после реакции. Существует два основных типа калориметров: калориметры постоянного давления и калориметры постоянного объема. Чашка из пенополистирола с крышкой и термометром делает простой калориметр постоянного давления полезным для домашних экспериментов. Реакция всегда происходит при атмосферном давлении. Калориметр бомбы постоянного объема более сложен. Реакция протекает в толстостенном герметичном контейнере, погруженном в изолированную водяную баню.
Примеры: экзотермический
•••Goodshoot / Goodshoot / Getty Images
Количество калорий в продуктах питания можно определить, сжигая их в калориметре бомбы. Измеряемый образец пищи помещается во внутреннюю камеру, которая заполнена кислородом и имеет нагревательный элемент, который воспламеняет образец. Поскольку мы используем продукты для получения энергии, процесс их сжигания должен высвобождать энергию - они экзотермичны. Следовательно, после этого температура будет выше, чем раньше. Другой пример экзотермической реакции - это то, что происходит в мгновенном горячем пакете.
Примеры: эндотермический
•••Thinkstock / Stockbyte / Getty Images
Многие люди проводили эксперимент, в котором вы смешиваете пищевую соду и уксус и получаете захватывающую реакцию. Эта реакция эндотермическая. Проверить это на простом домашнем калориметре несложно. Противоположностью горячих компрессов быстрого приготовления являются холодные компрессы быстрого приготовления, которые часто встречаются в аптечках первой помощи и вызывают эндотермические реакции.
Физический vs. Химические процессы
•••Comstock / Stockbyte / Getty Images
Слово «реакция» в этой статье действительно следует рассматривать в более общем плане. Фазовые изменения, такие как замерзание или кипение воды, являются физическими процессами, а не химическими реакциями. Тепло, которое необходимо добавить или отвести, чтобы эти фазовые изменения произошли, дает нам важную физическую константу, называемую теплотой превращения. Для измерения этого можно использовать калориметр.