Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Mesurer le changement de température
- Trouver la masse d'eau
- Trouver la chaleur acquise
Les chimistes et les physiciens utilisent une technique appelée calorimétrie pour mesurer la quantité de chaleur dégagée ou absorbée au cours d'une réaction chimique. Le calorimètre consiste généralement en un récipient rempli de liquide, généralement de l’eau, un thermomètre pour contrôler la température et un dispositif pour agiter l’eau. Le calorimètre lui-même peut être aussi simple qu'une tasse de polystyrène. Les calculs calorimétriques reposent sur la première loi de la thermodynamique, selon laquelle l’énergie ne peut être ni créée ni détruite. Appliqué à la calorimétrie, cela signifie que toute chaleur produite lors d'une réaction chimique doit être transférée dans le calorimètre ou, plus spécifiquement, dans l'eau à l'intérieur du calorimètre. Par conséquent, si le chimiste ou le physicien peut mesurer la chaleur absorbée par l'eau, il connaît la quantité de chaleur dégagée par la réaction.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Vous pouvez calculer le gain de chaleur avec un calorimètre en mesurant le changement de température d'une masse de liquide connue, pour autant que la capacité calorifique d'un liquide soit également connue.
Mesurer le changement de température
Calculer le changement de température, delta (T), de l'eau dans le calorimètre selon l'équation delta (T) = température finale - température initiale. En supposant que la réaction soit exothermique, c’est-à-dire qu’elle dégage de la chaleur, le delta (T) devrait présenter une valeur positive. Si la réaction était endothermique, c'est-à-dire qu'elle absorbait de la chaleur, le delta (T) devrait être négatif. Ainsi, si la température initiale était de 24,0 degrés Celsius et la température finale de 33,4 degrés Celsius, le delta (T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 degrés Celsius et la réaction était exothermique.
Trouver la masse d'eau
Calculez la masse d'eau dans le calorimètre. Si vous suiviez un ensemble d’instructions, par exemple une procédure de laboratoire dans un livre, vous auriez dû inclure une étape dans laquelle un volume fixe d’eau était mesuré, par exemple dans une éprouvette graduée, ou la coupe du calorimètre était: pesé sur une balance avant et après l’ajout de l’eau. Si vous avez mesuré un volume d'eau fixe, la masse en grammes sera égale au volume en millilitres. Si vous avez pesé le calorimètre avant et après l'ajout d'eau, la masse d'eau sera égale à la masse du calorimètre et de l'eau ensemble moins la masse de la tasse vide. Par exemple, si la tasse de calorimètre vide pesait 4,65 g et le calorimètre plus eau pesait 111,88 g, la masse d'eau était alors de 111,88 à 4,65 = 107,23 g.
Trouver la chaleur acquise
Calculez la chaleur obtenue par le calorimètre, Q, selon l'équation Q = m * c * delta (T), où m représente la masse d'eau calculée à l'étape 2, c représente la capacité calorifique de l'eau, ou 4,184 joules par gramme. par degré Celsius, J / gC et delta (T) représente la variation de température calculée à l'étape 1. Continuant l'exemple des étapes 1 et 2, Q = 107,23 g * 4,184 J / gC * 9,6 C = 4,3 * 10 ^ 3 J ou 4,3 kJ. Cela représente la chaleur absorbée par le calorimètre.