Determinazione sperimentale dei calori di reazione

Determinazione sperimentale dei calori di reazione

Per la legge della conservazione dell'energia il calore ceduto dal sistema deve essere acquistato dell'ambiente (e viceversa). Il calore scambiato in una reazione si misura con il calorimetro. Questo strumento può essere di due tipologie:
Calorimetro a combustione (per reazioni a V costante);
Calorimetro a tazza (per reazioni a P costante).
Calorimetro a combustione (o bomba calorimetrica)
Questa tipologia di calorimetro è ideale per misurare il calore sviluppato in una reazione di combustione.
Il sistema si trova dentro la doppia parete isolata il calorimetro, ed è appunto un sistema isolato dall'ambiente circostante.
Questo calorimetro comprende un agitatore, un termometro, l'acqua in cui è racchiusa la bomba calorimetrica, la bomba calorimetrica, il campione contenuto nella bomba calorimetrica, il tutto contenuto in un contenitore isolato.
Quando si verifica la combustione l’energia chimica viene convertita in energia termica, e la temperatura del sistema cresce.
Il calore di reazione è la quantità di calore che il sistema cede al suo intorno per ripristinare la sua temperatura iniziale. Questa quantità di calore rappresenta a sua volta l’energia termica acquistata dal calorimetro, con il segno meno.
∆U=q_v=q_rea=-(q_acqua+q_bomba )=-q_calorimetro
Calorimetro a tazza
il calorimetro a tazza è costituito da un contenitore isolato (solitamente in polistirene), contenente acqua all'interno della quale sono inseriti reagenti, sono poi presenti un termometro ed un agitatore. Una volta che i reagenti sono stati mescolati si misura la variazione di temperatura. Il polistirene espanso di cui è costituita la tazza è un buon isolante termico per cui la quantità di calore ceduta dalla tazza è molto esigua. Si tratta il sistema, cioè la tazza il suo contenuto, come un sistema isolato.
Si considera il calore di reazione come il valore negativo della quantità di calore legata alla variazione di temperatura che si è verificata nel calorimetro (q_rea=-q_calorimetro).
Inoltre, conoscendo il calore specifico della soluzione si calcola il ΔH di reazione.
〖∆H〗_r =q_p= c_soluzione× m_soluzione×ΔT