De kalorimetri er en teknikk som bestemmer endringene i kaloriinnholdet i et system assosiert med en kjemisk eller fysisk prosess. Det er basert på måling av temperaturendringer når et system absorberer eller avgir varme. Kalorimeteret er utstyret som brukes i reaksjoner der det er involvert varmeveksling.
Det som kalles en "kaffekopp" er den enkleste formen for denne typen apparater. Gjennom bruken måles mengden varme involvert i reaksjoner utført ved konstant trykk i en vandig løsning. En kalorimeter for kaffekopp består av en polystyrenbeholder som plasseres i et begerglass..
Vannet plasseres i polystyrenbeholderen, utstyrt med et lokk laget av samme materiale som gir det en viss grad av varmeisolasjon. I tillegg har beholderen et termometer og en mekanisk omrører..
Dette kalorimeteret måler mengden varme som absorberes eller slippes ut, avhengig av om reaksjonen er endoterm eller eksoterm, når en reaksjon finner sted i en vandig løsning. Systemet som skal studeres består av reaktantene og produktene.
Artikkelindeks
Kalorimetri studerer forholdet mellom varmeenergien forbundet med en kjemisk reaksjon, og hvordan den brukes til å bestemme variablene. Deres applikasjoner innen forskningsfelt begrunner omfanget av disse metodene.
Denne kapasiteten blir beregnet ved å dele mengden varme som absorberes av kalorimeteret med temperaturendringen. Denne variasjonen er produktet av varmen som avgis i en eksoterm reaksjon, som er lik:
Mengden varme absorbert av kalorimeteret + mengden varme absorbert av løsningen
Variasjonen kan bestemmes ved å tilsette en kjent mengde varme ved å måle temperaturendringen. For denne bestemmelsen av kalorikapasiteten brukes benzoesyre vanligvis, siden forbrenningsvarmen er kjent (3.227 kJ / mol).
Kalorikapasiteten kan også bestemmes ved å tilsette varme ved hjelp av en elektrisk strøm.
En 95 g bar av et metall blir oppvarmet til 400 ° C, og tar det umiddelbart til et kalorimeter med 500 g vann, først ved 20 ° C. Systemets endelige temperatur er 24 ºC. Beregn metallets spesifikke varme.
Δq = m x ce x Δt
I dette uttrykket:
Δq = lastvariasjon.
m = masse.
ce = spesifikk varme.
Δt = temperaturvariasjon.
Varmen som er oppnådd av vannet er lik varmen fra metallstangen.
Denne verdien er lik den som vises i en tabell over den spesifikke varmen for sølv (234 J / kg ºC).
Så, en av anvendelsene av kalorimetri er samarbeidet for identifikasjon av materialer.
Den består av en stålbeholder, kjent som pumpen, som er motstandsdyktig mot høyt trykk som kan oppstå under reaksjonene som oppstår i denne beholderen. denne beholderen er koblet til en tenningskrets for å starte reaksjonene.
Pumpen senkes ned i en stor beholder med vann, hvis funksjon er å absorbere varmen som genereres i pumpen under reaksjonene, noe som gjør temperaturvariasjonen liten. Vannbeholderen er utstyrt med et termometer og en mekanisk omrører.
Energiendringer måles tilnærmet konstant volum og temperatur, så det jobbes ikke med reaksjonene som oppstår i pumpen.
ΔE = q
ΔE er variasjonen av den indre energien i reaksjonen og q varmen som genereres i denne.
Kalorimeteret har to celler: i den ene plasseres prøven og i den andre referansen, vanligvis plasseres vann.
Temperaturforskjellen som genereres mellom cellene - på grunn av reaksjonen som oppstår i prøvecellen - blir kansellert av et tilbakemeldingssystem som injiserer varme for å utjevne temperaturene i cellene..
Denne typen kalorimeter gjør det mulig å følge samspillet mellom makromolekyler og deres ligander..
Dette kalorimeteret har to celler, som CTI, men har en enhet som gjør det mulig å bestemme temperaturen og varmestrømmen forbundet med endringer i et materiale som en funksjon av tiden.
Denne teknikken gir informasjon om folding av proteiner og nukleinsyrer, samt stabilisering av dem..
-Kalorimetri gjør det mulig å bestemme varmevekslingen som oppstår i en kjemisk reaksjon, og dermed gi en klarere forståelse av mekanismen til denne.
-Ved å bestemme den spesifikke varmen til et materiale, gir kalorimetri data som hjelper til med å identifisere det.
-Siden det er en direkte proporsjonalitet mellom varmeendringen i en reaksjon og konsentrasjonen av reaktantene, kombinert med det faktum at kalorimetri ikke krever klare prøver, kan denne teknikken brukes til å bestemme konsentrasjonen av stoffer som er tilstede i komplekse matriser..
-Innen kjemisk ingeniørfag brukes kalorimetri i sikkerhetsprosessen, så vel som i forskjellige felt av optimaliseringsprosessen, kjemisk reaksjon og i driftsenheten..
-Den samarbeider om etablering av enzymvirkningsmekanismen, så vel som i kinetikken. Denne teknikken kan måle reaksjoner mellom molekyler, bestemme bindingsaffinitet, støkiometri, entalpi og entropi i løsning uten behov for markører..
-Vurderer samspillet mellom nanopartikler og proteiner og er sammen med andre analysemetoder et viktig verktøy for å registrere konformasjonsendringer i proteiner.
-Den har anvendelse i bevaring av mat og avlinger.
-Når det gjelder bevaring av mat, kan du bestemme forverring og holdbarhet (mikrobiologisk aktivitet). Den kan sammenligne effektiviteten til forskjellige konserveringsmetoder for mat, og er i stand til å bestemme den optimale dosen konserveringsmidler, samt nedbrytningen i emballasjekontrollen.
-Når det gjelder vegetabilske avlinger, kan du studere spiring av frøet. Å være i vann og i nærvær av oksygen frigjør de varme som kan måles med et isotermisk kalorimeter. Undersøk alderen og feil lagring av frøene og studer veksthastigheten i lys av variasjoner i temperatur, pH eller forskjellige kjemikalier.
-Til slutt kan du måle den biologiske aktiviteten til jord. I tillegg kan den oppdage sykdommer.
-Sammen med isotermisk kalorimetri har det gjort det mulig å studere samspillet mellom proteiner med ligandene, allosterisk interaksjon, folding av proteiner og mekanismen for stabilisering..
-Varmen som frigjøres eller absorberes under en molekylær bindingshendelse, kan måles direkte.
-Differensiell skanningskalorimetri er et termodynamisk verktøy for direkte etablering av opptaket av varmeenergi som oppstår i en prøve. Dette gjør det mulig å analysere faktorene som er involvert i stabiliteten til proteinmolekylet..
-Han studerer også termodynamikken til nukleinsyrefoldingsovergangen. Teknikken tillater bestemmelse av oksidativ stabilitet av linolsyre isolert og koblet til andre lipider.
-Teknikken brukes i kvantifisering av nanosolider for farmasøytisk bruk og i termisk karakterisering av nanostrukturerte lipidtransportører..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.