Calorimètres mesurent la chaleur d'une réaction chimique ou un changement physique comme la fonte des glaces à l'eau liquide. La chaleur de réaction est importante pour la compréhension de la thermodynamique des réactions chimiques et de prédire quels types de réactions auront lieu spontanément. Un calorimètre de base est très facile à construire - tout ce que vous avez besoin est un couple de styromousse tasses à café, un couvercle et d'un thermomètre. Avant d'utiliser votre calorimètre, cependant, vous devez calibrer et déterminer sa constante de calorimètre. Pour trouver la constante de calorimètre pour votre appareil, suivez les étapes décrites ci-dessous.
Instructions
1 Mettez blouse de laboratoire, des lunettes et des gants.
2 Assembler le calorimètre tasse de café en insérant une styromousse tasse de café dans l'autre et fixer le couvercle. Il peut sembler simple, mais si elle est correctement calibré, ce café-tasse calorimètre peut être étonnamment utile pour trouver des chaleurs de réaction.
3 Mesurer environ 50 ml d'eau froide en utilisant le cylindre gradué. Il n'y a pas besoin d'être exact à ce stade.
4 Mesurer le poids de votre vide tasse de café calorimètre à 0,01 grammes (ou aussi près que vous pouvez obtenir). Maintenant, ajoutez les 50 ml d'eau froide, remplacer le couvercle et peser de nouveau le calorimètre. La différence entre les poids vides et pleins est le poids de l'eau froide. Enregistrer cette valeur (à 0,01 grammes).
5 Peser le bêcher et enregistrer son poids (à 0,01 grammes). Ajouter environ 50 ml d'eau et re-peser le bécher. La différence entre les poids vides et pleins est le poids de l'eau chaude. Enregistrer cette valeur (à 0,01 grammes).
6 Utilisation de la ringstand et pince, fixer le bécher de sorte qu'il se trouve au sommet de la toile métallique de maille sur le brûleur Bunsen. La maille de gaze de fil empêche la flamme d'entrer en contact direct avec le verre. Position de l'un des deux thermomètres dans le récipient et le fixer à l'aide d'un dispositif de serrage afin qu'il soit mis en suspension dans l'eau, mais ne touche pas le fond du récipient.
7 Allumer le brûleur Bunsen et chauffer doucement l'eau chaude à environ 80 degrés C. Il est préférable de chauffer lentement plutôt que de chauffer trop rapidement et l'amener à ébullition.
8 Insérez le second thermomètre dans le calorimètre à travers le couvercle. Incorporer l'eau à l'intérieur du calorimètre pendant quatre minutes et enregistrer sa température à des intervalles d'une minute à 0,1 degrés C. La température devrait rester plus ou moins constante; dans le cas contraire, permettre à l'eau froide pour se reposer pendant au moins deux minutes de plus.
9 Juste avant la cinquième minute, éteindre le brûleur Bunsen si vous ne l'avez pas déjà fait, et enregistrer la température de l'eau chaude et l'eau froide. Verser rapidement et soigneusement toute l'eau chaude dans le calorimètre, puis replacez le couvercle et reprendre en remuant avec le thermomètre.
dix Mesurer et enregistrer la température dans le calorimètre à des intervalles de 30 secondes jusqu'à ce qu'un total de cinq minutes se soit écoulée.
11 Ouvrez Excel ou un autre programme de feuille de calcul. Entrez le temps que les valeurs X et les températures que les valeurs y et représenter graphiquement vos données. Utilisez le programme de feuille de calcul pour trouver une ligne de meilleur ajustement pour les données après avoir ajouté de l'eau chaude. Ne pas inclure les points de données à partir avant d'ajouter l'eau chaude dans votre ligne de meilleur ajustement. La ligne de tendance doit être linéaire.
12 Notez la ligne de meilleur ajustement de votre graphique. Branchez 5 minutes pour x et y calculer (la température extrapolée à 5 minutes). Nous appellerons ce extrapolée température Tf.
13 Soustraire Tf de la température de l'eau chaude juste avant vous l'avez ajouté au calorimètre. Cela vous donnera le changement de la température de l'eau chaude, Th. Multipliez Th par 4.184 et la masse de l'eau chaude pour savoir combien d'énergie l'eau chaude perdue en joules.
14 Soustraire la température de l'eau froide de la Tf; cela vous donnera Tc, le changement de température de l'eau froide. Multiplier par la masse de l'eau froide et 4.184 pour trouver la quantité d'énergie acquise par l'eau froide en joules.
15 Soustraire l'énergie acquise par l'eau froide de l'énergie perdue par l'eau chaude. Cela vous donnera la quantité d'énergie acquise par le calorimètre.
16 Diviser l'énergie acquise par le calorimètre par Tc (la variation de la température de l'eau froide). Cette réponse finale est votre constante de calorimètre.
Conseils et avertissements
- La constante du calorimètre ne peut jamais être négative - si elle est, vous avez fait une erreur ...
- Essayez d'effectuer plusieurs essais et en moyenne sur les résultats de ces essais pour réduire votre erreur. L'incertitude de la moyenne finale sera plus / moins 2x l'écart type.
- TOUJOURS être extrêmement prudent lorsque vous travaillez avec une flamme nue. Ne laissez jamais vos cheveux, des vêtements ou des matériaux inflammables à venir près du feu. Éteindre le brûleur quand il est plus utilisé.
- Soyez extrêmement prudent lorsque vous travaillez avec de l'eau chaude; l'eau à 80 degrés C peut provoquer des brûlures ou des brûlures désagréables si vous renversez sur votre peau.