Calorimetria — Chimica, 14–17
La calorimetria usa variazioni misurate di temperatura per scoprire quanta energia trasferisce una reazione. Trasforma una soluzione che si scalda o si raffredda in un dato chimico.
Che cosa misura la calorimetria
Quando una reazione avviene in una soluzione, l’energia può passare al liquido oppure uscirne. Un termometro misura la variazione di temperatura, che permette di stimare il calore trasferito. L’apparecchio è semplice, ma devi conoscere massa, capacità termica e variazione di temperatura.
Perché misurare il calore
Di solito non puoi vedere l’energia spostarsi tra i legami chimici. I primi chimici dovevano confrontare combustibili, alimenti e reazioni, così misurarono ciò che succedeva a una quantità nota d’acqua. La calorimetria risolve il problema: la temperatura si misura, anche se l’energia microscopica non si vede.
Un calcolo semplice
Una reazione scalda 100 g d’acqua da 20,0 °C a 27,0 °C. La variazione è 7,0 °C. Usando q = mcΔT e c = 4,18 J g⁻¹ °C⁻¹, q = 100 × 4,18 × 7,0 = 2926 J, cioè 2,93 kJ, assorbiti dall’acqua. Se la reazione ha causato il riscaldamento, ha liberato circa 2,93 kJ.
Il calore non è scomparso
È comune usare solo l’aumento di temperatura e ignorare il bicchiere, il termometro o il calore che sfugge nell’aria. Sembra logico perché è l’acqua che vedi cambiare. In realtà l’acqua registra spesso solo una parte del trasferimento, quindi un calorimetro scolastico semplice di solito sottostima l’energia della reazione.
Dove si usa
Le etichette degli alimenti usano la calorimetria per stimare l’energia liberata quando un alimento brucia completamente. Gli ingegneri testano così anche combustibili, batterie e materiali da costruzione. La misura in laboratorio non è uguale alla digestione del tuo corpo, quindi l’etichetta offre una stima utile, non una previsione perfetta.
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