Usos del calorímetro

Usos del calorímetro

Algunas reacciones son exotérmicas o liberación de calor, mientras que otros son endotérmicos y absorben. Un dispositivo denominado calorímetro ayuda a químicos medir exactamente cuánto calor liberado o absorbido. A presión constante, la cantidad de calor transferido es igual al cambio en entalpía, un importante parámetro termodinámico de un sistema que pueden usar químicos para hacer otros cálculos.

Clases de química

Laboratorios de química introductoria más pida a los alumnos para la construcción de un calorímetro de la taza de café en algún momento. Este tipo de calorímetro es no más de dos tazas de café de espuma; una taza se inserta dentro del otro, luego se coloca una tapa en la parte superior y un termómetro insertado a través de la tapa. Esto puede sonar simplista, pero con la práctica en realidad puede hacer mediciones sorprendentemente confiables con este dispositivo. Por tener estudiantes medir la entalpia de la reacción para reacciones simples--la reacción de neutralización entre un ácido y una base, por ejemplo--maestros ayudan a los estudiantes a aprender más sobre química.

Laboratorios de química

Muchos laboratorios de química física utilizan un dispositivo algo más sofisticado llamado un calorímetro de bomba. En este sistema, los reactantes están aislados en una cámara llamada una bomba, que está sumergida bajo el agua. Los reactivos se encienden con una corriente eléctrica, y se monitorea el cambio de temperatura. El instrumento está calibrado para que la cantidad de energía liberada se puede deducir de los cambios de temperatura. Químicos pueden utilizar estos datos para determinar la entalpía de reacción; de esta forma, puede calcular el cambio en energía libre de Gibbs. Esto último es muy importante, ya que el químico puede utilizar este valor para determinar en qué momento la reacción llega a equilibrio (es decir, lo que la proporción entre reactivos y productos será cuando la reacción es completa).

Laboratorios de bioquímica

Muchos laboratorios de bioquímica ahora utilizan un instrumento llamado un calorímetro isotérmico de la titulación, que inyecta soluciones que contiene dos proteínas en una célula que se mantiene a una temperatura ligeramente más alta que sus alrededores. Si la interacción entre estas dos proteínas libera energía, se necesita menos energía para calentar la célula, mientras que si la interacción toma energía, más energía se necesita para calentar la célula. Un ordenador controla el proceso y mide la cantidad de energía de calor absorbido o consumido. Bioquímicos pueden utilizar estos datos para calcular la fuerza de la interacción entre dos proteínas o socios de la Unión y su constante de disociación (Kd); Estos valores son muy importantes para la comprensión de algunas de las interacciones que tienen lugar dentro de las células.

Termodinámica

En última instancia, independientemente de la configuración, el uso específico o el tipo de calorímetro, el objetivo en calorimetría todos es lograr una mejor comprensión de las reacciones químicas en términos de calor que liberan o absorben. Esta información puede utilizarse para calcular el cambio de entalpía asociado con otras reacciones similares utilizando un principio llamado Ley de Hess. Junto con el cambio de entropía para la reacción, las mediciones de entalpía pueden usarse para determinar cuando la reacción alcanza el equilibrio y para hacer predicciones. Por ejemplo, una reacción con un cambio negativo en la energía libre de Gibbs, es termodinámicamente espontánea, lo que significa que no requiere un aporte de energía de fuera para que la reacción ocurra.


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