Un calorimetro è un dispositivo che misura attentamente la temperatura di un sistema isolato sia prima che dopo la reazione. Il cambiamento di temperatura ci dice se l'energia termica è stata assorbita o rilasciata e quanto. Questo ci fornisce informazioni importanti sui prodotti, i reagenti e la natura della reazione.

Reazioni endotermiche ed esotermiche

Un processo endotermico assorbe il calore dall'ambiente circostante, mentre un processo esotermico rilascia calore nel dintorni. L'aggiunta di calore aiuta lo zucchero e il sale a dissolversi nell'acqua. Questa reazione è endotermica: Reactants + Energy → Products. Le reazioni chimiche in una fiamma di candela emanano calore. Questi sono esotermici: reagenti → prodotto + energia.

esperimenti calorimetrici

Gli esperimenti calorimetrici misurano la quantità di energia termica acquisita o persa durante una reazione misurando la temperatura prima e dopo. In base al cambiamento di temperatura, alle masse delle sostanze e delle apparecchiature e ad un'altra proprietà chiamata capacità termica (che può essere diversa per ciascun componente), si calcola la variazione di energia termica che si è verificata durante la reazione. Se il cambiamento è positivo, viene rilasciata energia termica e il processo è esotermico. Se il cambiamento è negativo, allora l'energia termica è stata assorbita e il processo è endotermico.

Tipi di calorimetri

Un calorimetro è un contenitore chiuso e isolato in cui la reazione chimica procede in modo isolato ambiente. Il calorimetro include anche un modo per misurare la temperatura prima e dopo la reazione. Esistono due tipi principali di calorimetri: calorimetri a pressione costante e calorimetri a volume costante. Una tazza di polistirolo con coperchio e termometro rende un calorimetro a pressione costante di base utile per gli esperimenti a casa. La reazione è sempre a pressione atmosferica. Un calorimetro a bomba a volume costante è più complicato. La reazione avviene in un contenitore sigillato a pareti spesse immerso in un bagno d'acqua isolato.

Esempi: esotermico

Le calorie negli alimenti possono essere determinate bruciandole in un calorimetro a bombe . Il campione di cibo da misurare viene posto nella camera interna, che è piena di ossigeno e ha un elemento riscaldante che accenderà il campione. Poiché usiamo gli alimenti per ottenere energia, il processo di bruciarli deve liberare energia - sono esotermici. Di conseguenza, la temperatura sarà più alta rispetto a prima. Un altro esempio di reazione esotermica è ciò che avviene in un hot pack istantaneo.

Esempi: Endotermico

Molte persone hanno eseguito l'esperimento in cui si miscelano insieme il bicarbonato di sodio e l'aceto e si ottiene una reazione eccitante . Questa reazione è endotermica. Non sarebbe difficile provarlo in un semplice calorimetro domestico. L'opposto degli hot pack istantanei sono i cold pack istantanei, che si trovano spesso nei kit di pronto soccorso e utilizzano reazioni endotermiche.

Processi fisici e chimici

La parola "reazione" in questo articolo dovrebbe essere pensato in generale. I cambiamenti di fase, come il congelamento o la bollitura dell'acqua, sono processi fisici, non reazioni chimiche. Il calore necessario da aggiungere o rimuovere per fare in modo che questi cambiamenti di fase avvengano ci dà un'importante costante fisica chiamata calore di trasformazione. Si può usare un calorimetro per misurare questo.