Constante volumecalorimetrie

De verandering in de inwendige energie van een reactie, delta E, is de som van zowel warmte, Q en arbeid, W.Hoewel het eenvoudig is om warmte te meten door middel van temperatuurveranderingen, is het meten van het druk-volume type arbeid door veranderingen in volume onhandig. Voor gasvormige chemische reacties, als het volume niet mag veranderen, dan is delta V gelijk aan nul, en bijgevolg zal W nul zijn. De inwendige energieverandering van de reactie zal dus exact gelijk zijn aan de overgedragen warmte.

Bij constante volumecondities wordt de warmte die in een reactie wordt overgedragen, gemeten met een bomcalorimeter. Dit is anders dan een constante druk calorimeter, die de warmte van een reactie meet onder constante druk. In een bomcalorimeter wordt 0, 512 gram naftaleen in een roestvrijstalen bom gedaan.

Via een inlaat wordt de bobine in contact gebracht met het monster. De bom wordt vervolgens gevuld met zuurstof en ondergedompeld in een geïsoleerde container gevuld met een bekende massa water. Door de reactant elektrisch te ontsteken, wordt de verbrandingsreactie in de bom geïnitieerd.

De vrijkomende warmte wordt geabsorbeerd door het water en de verschillende componenten van de calorimeterconstructie, die samen de omgeving vormen. Hierdoor stijgt de temperatuur met 6, 42 graden Celsius. De warmte die wordt geabsorbeerd door de gehele calorimeterconstructie, Q cal, is gelijk aan de warmtecapaciteit, C cal, vermenigvuldigd met de temperatuurverandering, delta T.Als de experimenteel bepaalde waarde voor C cal 3, 20 kilojoule per graad Celsius is, dan geeft vervanging hiervan, samen met de waarde voor delta T, de warmte van de calorimeter als 20, 5 kilojoule.

De warmte gewonnen door de calorimeter is exact gelijk aan de warmte die vrijkomt bij de reactie. De bom is verzegeld, de reactie vindt plaats bij constant volume en het werk is nul. De warmte van de reactie is dus gelijk aan de inwendige energieverandering, min 20, 5 kilojoule.

Deze waarde delen door het aantal mol in 0, 512 gram naftaleen. 3, 99 keer 10 tot de min 3 molen geeft de verandering in inwendige energie per mol naftaleen, wat negatief 5140 kilojoules per mol is.