Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

6.9: Sabit Hacim Kalorimetrisi
İÇİNDEKİLER

JoVE Core
Chemistry

This content is Free Access.

Education
Constant Volume Calorimetry
 
TRANSKRİPT

6.9: Sabit Hacim Kalorimetrisi

Kalorimetreler, bir kimyasal reaksiyon tarafından açığa çıkan veya absorblanan ısıyı belirlemek için kullanılır. Kahve fincanı kalorimetreleri, sabit (atmosferik) basınçta çalışmak üzere tasarlanmıştır ve sabit basınçta çözelti içinde meydana gelen süreçlere eşlik eden ısı akışını (veya entalpi değişimini) ölçmek için kullanılır. Sabit hacimde çalışan ve halk arasında bomba kalorimetresi olarak bilinen farklı bir kalorimetre türü, yanma reaksiyonları gibi büyük miktarlarda ısı ve gaz açığa çıkaran reaksiyonlarla üretilen enerjiyi ölçmek için kullanılır. (“Bomba” terimi, bu reaksiyonların diğer kalorimetrelere zarar verecek patlamalara benzeyecek kadar güçlü olabileceği gözleminden gelir.) 

Termodinamiğin birinci yasası, bir reaksiyonun iç enerjisindeki (ΔE) değişimin, ısı (q) ve işin (w) toplamı olduğunu ileri sürer. 

Eq1

Gaz reaksiyonlarda, yapılan iş basınç-hacim tipindedir, dolayısıyla reaksiyon hacminde değişikliklere neden olur. 

Eq1

Bomba kalorimetreleri, reaksiyon hacminin değişmesine izin verilmeyecek şekilde sabit hacimde çalışmak üzere tasarlanmıştır (ΔV = 0). 

Eq1

Bu nedenle, yapılan iş sıfırdır ve bir bomba kalorimetresi kullanılarak ölçülen ısı (qv), reaksiyonun iç enerjisindeki değişime eşdeğerdir.

Eq1

Bir bomba kalorimetresi, reaktanları içeren ve kendisi suya batırılmış sağlam bir çelik kaptan oluşur. Numune, daha sonra yüksek basınçta oksijenle doldurulan bombaya yerleştirilir. Numuneyi tutuşturmak için küçük bir elektrik kıvılcımı kullanılır. Reaksiyonun ürettiği enerji, çelik bomba ve çevresindeki su tarafından emilir. Sıcaklık artışı (ΔT) ölçülür ve kalorimetrenin (Ccal) bilinen ısı kapasitesi ile birlikte tüm kalorimetre tertibatı (qcal) tarafından emilen ısıyı hesaplamak için kullanılır. 

Eq1

Kalorimetre yalıtılmış olduğundan ve ortama ısı kaybı olmadığından, kalorimetrenin kazandığı ısı, reaksiyonun açığa çıkardığı ısıya eşittir.

Eq1

Sabit hacim koşulları nedeniyle, reaksiyondan oluşan ısı, iç enerji değişimine karşılık gelir.

Eq1

Bu, yanmaya uğrayan belirli miktarda reaktan için iç enerji değişimidir. Belirli bir reaktantın mol başına ΔErxn değeri, gerçekte reaksiyona girenlerin mol sayısına bölünmesiyle elde edilir.

Kalorimetrenin ısı kapasitesini belirlemek ve doğru sonuçlar elde etmek için bomba kalorimetreleri kalibrasyon gerektirir. Kalorimetreyi kalibre edebilmek için öncelikle yanma ısısı belli bir madde kullanılır. Bilinen reaksiyonun ürettiği sıcaklık değişimi, kalorimetrenin ısı kapasitesini belirlemek için kullanılır. Kalibrasyon genellikle, araştırma verilerini toplamak için kalorimetre kullanılmadan önce her seferinde gerçekleştirilir.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 5.2: Calorimetry.


Önerilen Okuma

Tags

Constant Volume Calorimetry Internal Energy Change Heat Transfer Work Measurement Gaseous Chemical Reactions Bomb Calorimeter Coffee Cup Calorimeter Naphthalene Combustion Reaction Surroundings Temperature Change Heat Capacity

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter