Innhold
Kalorimeter måler varmen fra en kjemisk reaksjon eller en fysisk forandring som is som smelter til flytende vann. Reaksjonsvarmen er viktig for å forstå termodynamikken i kjemiske reaksjoner og for å forutsi hvilke reaksjoner som vil finne sted spontant. Et grunnleggende kalorimeter er veldig enkelt å konstruere - alt du trenger er et par Styrofoam kaffekopper, lokk og termometer. Før du bruker kalorimeteret, må du imidlertid kalibrere det og bestemme dets kalorimeter konstant. Følg trinnene nedenfor for å finne kalorimeterkonstanten for enheten din.
Ta på deg lab frakk, vernebriller og hansker.
Sett sammen kaffekoppskalorimeteret ved å sette en Styrofoam kaffekopp i den andre og feste lokket. Det kan virke enkelt, men hvis det er riktig kalibrert, kan dette kaffekoppskalorimeteret være overraskende nyttig for å finne reaksjonsvarmer.
Mål ut omtrent 50 ml kaldt vann med den graderte sylinderen. Det er ikke nødvendig å være nøyaktig på dette stadiet.
Mål vekten på det tomme kaffekoppskalorimeteret til de nærmeste 0,01 gram (eller så nær du kan komme). Nå, tilsett 50 ml kaldt vann, sett på lokket og vei igjen kalorimeteret. Forskjellen mellom de tomme og fulle vektene er vekten på det kalde vannet. Registrer denne verdien (til nærmeste 0,01 gram).
Vei begerglasset og registrer vekten (til nærmeste 0,01 gram). Tilsett omtrent 50 ml vann og vei begerglassen på nytt. Forskjellen mellom de tomme og fulle vektene er vekten på det varme vannet. Registrer denne verdien (til nærmeste 0,01 gram).
Bruk ringstativet og klemmen til å feste begerglasset slik at det står oppå trådnettet over bunsenbrenneren. Trådbindingsnettet forhindrer at flammen kommer i direkte kontakt med glasset. Plasser en av de to termometrene i begerglasset og fest den med en klemme slik at den er hengt opp i vannet, men ikke berører bunnen av begerglasset.
Tenn bunsenbrenneren og varm det varme vannet forsiktig til omtrent 80 grader. Det er bedre å varme det sakte i stedet for å varme det for raskt og koke det opp.
Sett det andre termometeret inn i kalorimeteret gjennom lokket. Rør vannet inne i kalorimeteret i fire minutter og registrer temperaturen med ett minutts intervaller til nærmeste 0,1 grader C. Temperaturen skal forbli mer eller mindre konstant; Hvis det ikke er det, la det kalde vannet sitte i minst to minutter til.
Rett før det femte minuttet, slå av Bunsen-brenneren hvis du ikke allerede har gjort det, og registrer temperaturen på det varme vannet og det kalde vannet. Hell raskt og forsiktig alt varmt vann i kalorimeteret, sett deretter på lokket og fortsett å røre med termometeret.
Mål og registrer temperaturen i kalorimeteret med 30 sekunders mellomrom til det har gått totalt fem minutter.
Åpne Excel eller et annet regnearksprogram. Angi klokkeslettet som X-verdier og temperaturene som y-verdiene, og diagram dine data. Bruk regnearksprogrammet for å finne en linje som passer best for dataene etter tilsetning av varmt vann. Ikke ta med datapunktene fra før du tilsetter det varme vannet i linjen som passer best. Trendlinjen skal være lineær.
Skriv ned linjen med best passform fra grafen din. Koble til 5 minutter for x og beregne y (den ekstrapolerte temperaturen på 5 minutter). Vel, kall denne ekstrapolerte temperaturen Tf.
Trekk Tf fra temperaturen på det varme vannet rett før du la det til kalorimeteret. Dette vil gi deg endringen i temperaturen på det varme vannet, Th. Multipliser Th med 4.184 og massen av varmt vann for å finne ut hvor mye energi det varme vannet mistet i joules.
Trekk temperaturen på det kalde vannet fra Tf; Dette vil gi deg Tc, temperaturendringen på det kalde vannet. Multipliser med massen av kaldt vann og 4.184 for å finne mengden energi oppnådd av kaldt vann i joules.
Trekk energien som det kalde vannet har fått fra energien som er tapt av det varme vannet. Dette vil gi deg den energimengden du oppnår ved kalorimeteret.
Del energien som er oppnådd av kalorimeteret med Tc (temperaturendringen i det kalde vannet). Dette endelige svaret er din kalorimeter konstant.