Sisu
Kalorimeetrid mõõdavad keemilise reaktsiooni soojust või füüsikalisi muutusi, näiteks jää sulamine vedelaks veeks. Reaktsiooni kuumus on oluline keemiliste reaktsioonide termodünaamika mõistmiseks ja spontaanselt toimuvate reaktsioonide ennustamiseks. Põhikalorimeetrit on väga lihtne konstrueerida - kõik, mida vajate, on paar vahtpolüstüroolist kohvitassi, kaas ja termomeeter. Enne kalorimeetri kasutamist peate selle siiski kalibreerima ja määrama selle kalorimeetri konstandi. Seadme kalorimeetri konstandi leidmiseks toimige järgmiselt.
Pange selga laboririietus, kaitseprillid ja kindad.
Pange kohvitassi kalorimeeter kokku, sisestades ühe vahtpolüstüroolist kohvitassi teise ja kinnitades kaane. See võib tunduda lihtne, kuid kui see on korralikult kalibreeritud, võib see kohvitassi kalorimeeter olla üllatavalt kasulik reaktsioonitemperatuuri leidmiseks.
Mõõtesid mõõtesilindri abil välja umbes 50 ml külma vett. Selles etapis ei pea olema täpne.
Mõõtke tühja kohvitassi kalorimeetri kaal 0,01 grammi täpsusega (või nii lähedale kui võimalik). Nüüd lisage 50 ml külma vett, asetage kaas peale ja kaaluge uuesti kalorimeeter. Tühja ja täismassi erinevus on külma vee mass. See väärtus registreeritakse (täpsusega 0,01 grammi).
Kaalutakse keeduklaasi ja registreeritakse selle kaal (täpsusega 0,01 grammi). Lisage umbes 50 ml vett ja kaaluge keeduklaasi uuesti. Tühja ja täismassi erinevus on kuuma vee mass. See väärtus registreeritakse (täpsusega 0,01 grammi).
Kinnitage keeduklaasi ja klambri abil keeduklaas nii, et see seisab traatmarli võrgusilma kohal punni kohal. Traadist marli võrk takistab leegi otsest kokkupuudet klaasiga. Asetage üks kahest termomeetrist keeduklaasi ja kinnitage see klambri abil nii, et see ripub vees, kuid ei puutu keeduklaasi põhja.
Lülitage Bunseni põleti sisse ja kuumutage kuuma vett õrnalt umbes 80 kraadini C. Parem on seda aeglaselt kuumutada, mitte liiga kiiresti kuumutada ja keema tõmmata.
Sisestage teine termomeeter kaane kaudu kalorimeetrisse. Segage vett kalorimeetri sees neli minutit ja registreerige selle temperatuur üheminutiliste täpsustega täpsusega 0,1 kraadi C. Temperatuur peaks jääma enam-vähem konstantseks; kui seda pole, laske külmal vees istuda veel vähemalt kaks minutit.
Lülitage vahetult enne viiendat minutit Bunseni põleti välja, kui te pole seda juba teinud, ja registreerige kuuma vee ja külma vee temperatuur. Valage kiiresti ja ettevaatlikult kogu kuum vesi kalorimeetrisse, asetage kaas tagasi ja jätkake segamist termomeetriga.
Mõõdetakse ja registreeritakse temperatuur kalorimeetris 30-sekundiliste intervallidega, kuni kokku on möödunud viis minutit.
Avage Excel või mõni muu arvutustabeliprogramm. Sisestage aeg X-väärtusena ja temperatuurid y-väärtusena ning graafige oma andmed. Kasutage arvutustabeliprogrammi, et leida pärast kuuma vee lisamist andmete jaoks kõige sobivam rida. Ärge lisage andmepunkte enne kuuma vee lisamist oma joonele. Trendijoon peaks olema lineaarne.
Kirjutage graafikult kõige sobivam rida. Ühendage x 5 minutiga ja arvutage y (ekstrapoleeritud temperatuur 5 minutit). Seda ekstrapoleeritud temperatuuri nimetage Tf.
Lahutage Tf kuuma vee temperatuurist vahetult enne selle lisamist kalorimeetrile. See annab teile kuuma vee temperatuuri muutuse, Th. Korrutage Th 4,184-ga ja kuuma vee mass, et teada saada, kui palju energiat kaotas kuum vesi džaulides.
Lahutage Tf-st külma vee temperatuur; see annab teile Tc, külma vee temperatuuri muutuse. Korrutades külma vee massi ja 4,184-ga, et leida külma vee poolt džaulides kogutud energiakogus.
Lahutage sooja veega kaotatud energiast külma veega saadud energia. See annab teile kalorimeetri abil saadud energiakoguse.
Jagage kalorimeetri poolt saadud energia Tc-ga (külma vee temperatuurimuutus). See lõplik vastus on teie kalorimeetri konstant.