Калориметри мере топлоту хемијске реакције или физичке промене попут топљења леда у течној води. Реакциона топлота је важна за разумевање термодинамике хемијских реакција и предвиђање какве ће се реакције спонтано одвијати. Основни калориметар је врло једноставно направити - све што вам треба је неколико шоља за кафу од стиропора, поклопац и термометар. Пре употребе калориметра, међутим, потребно је да га калибришете и одредите његову константу калориметра. Да бисте пронашли константу калориметра за свој уређај, следите доленаведене кораке.
Обуците лабораторијски капут, заштитне наочаре и рукавице.
Саставите калориметар шољице за кафу уметањем једне шоље од стиропора у другу и причвршћивањем поклопца. Можда се чини једноставно, али ако је правилно калибрисан, овај калориметар шољице за кафу може бити изненађујуће користан за проналажење врућина реакције.
Измерите приближно 50 мл хладне воде помоћу градуираног цилиндра. У овој фази не треба бити прецизан.
Измерите тежину празног калориметра шољице за кафу на најближих 0,01 грама (или што ближе можете). Сада додајте 50 мл хладне воде, вратите поклопац и поново измерите калориметар. Разлика између празне и пуне тежине је тежина хладне воде. Забележите ову вредност (са најближих 0,01 грама).
Измерите чашу и забележите њену тежину (са тачношћу 0,01 грама). Додајте приближно 50 мл воде и поново измерите чашу. Разлика између празне и пуне тежине је тежина топле воде. Забележите ову вредност (са најближих 0,01 грама).
Помоћу носача прстена и стезаљке учврстите чашу тако да стоји на врху жичане мрежице од газе преко горионика бунсена. Жичана мрежица од газе спречава пламен у директном контакту са стаклом. Поставите један од два термометра у чашу и учврстите га помоћу стезаљке тако да је суспендован у води, али да не додирује дно чаше.
Упалите горионик бунсен и лагано загрејте топлу воду на око 80 степени Ц. Боље га је полако загревати, а не пребрзо загревати и довести до кључања.
Кроз поклопац уметните други термометар у калориметар. Мешајте воду унутар калориметра четири минута и бележите њену температуру у интервалима од једног минута на најближих 0,1 степени Ц. Температура треба да остане мање или више константна; ако није, пустите да хладна вода одстоји још најмање два минута.
Непосредно пре петог минута искључите Бунсенов горионик ако то већ нисте учинили и забележите температуру топле и хладне воде. Брзо и пажљиво улијте сву топлу воду у калориметар, а затим вратите поклопац и наставите мешање термометром.
Измерите и забележите температуру у калориметру у интервалима од 30 секунди док не прође укупно пет минута.
Отворите Екцел или други програм за табеле. Унесите време као Кс-вредности, а температуре као и-вредности и графички прикажите своје податке. Користите програм за прорачунске таблице да бисте пронашли линију која најбоље одговара подацима након додавања топле воде. Не уврштавајте тачке података од пре додавања топле воде у своју линију која најбоље одговара. Линија тренда треба да буде линеарна.
Запишите линију која најбоље одговара вашем графикону. Прикључите 5 минута на к и израчунајте и (екстраполирана температура на 5 минута). Ову екстраполирану температуру назваћемо Тф.
Одузмите Тф од температуре топле воде непосредно пре него што сте је додали у калориметар. Ово ће вам дати промену температуре топле воде, Тх. Помножите Тх са 4.184 и масом топле воде да бисте сазнали колико енергије је врућа вода изгубила у џулима.
Одузми температуру хладне воде од Тф; ово ће вам дати Тц, температурну промену хладне воде. Помножите са масом хладне воде и 4.184 да бисте пронашли количину енергије коју је хладна вода стекла у џулима.
Одузми енергију добијену хладном водом од енергије изгубљене топлом водом. Ово ће вам дати количину енергије коју добија калориметар.
Енергију стечену калориметром поделите са Тц (промена температуре хладне воде). Овај коначни одговор је ваша константа калориметра.
Ствари које ће вам требати
- Калориметар шољице за кафу
- 2 термометра
- Бунсен горионик
- Упаљач
- Осушити чашу од 150 мл
- Скала
- Мензура
- Програм за прорачунске табеле попут Екцел-а или ОпенОффице-а
- Вода
- Рингстанд
- Стезаљка
- Жичана мрежа од газе
- Калкулатор
- Лабораторијски мантил
- Заштитне наочари
- Рукавице
Савети
Константа калориметра никада не може бити негативна - ако јесте, погрешили сте... Покушајте да извршите више покуса и усредсредите резултате тих покуса како бисте смањили грешку. Неизвесност у вашем коначном просеку биће плус / минус 2к стандардне девијације.
Упозорења
УВЕК будите изузетно опрезни када радите са отвореним пламеном. Никада не допустите да се ваша коса, одећа или било који запаљиви материјали приближе ватри. Угасите горионик када више није у употреби. Будите изузетно опрезни када радите са топлом водом; вода на 80 степени Ц може проузроковати гадне опекотине или опекотине ако је пролијете по кожи.