Kalorimetri apa kajian dan aplikasi

The kalorimetri Ini adalah teknik yang menentukan perubahan kandungan kalori sistem yang berkaitan dengan proses kimia atau fizikal. Ia berdasarkan pengukuran perubahan suhu apabila sistem menyerap atau memancarkan haba. Calorimeter adalah peralatan yang digunakan dalam tindak balas di mana pertukaran terma terlibat.

Yang dikenali sebagai "cawan kopi" adalah bentuk paling mudah dari jenis peranti ini. Melalui penggunaannya, jumlah haba yang terlibat dalam tindak balas yang dibuat pada tekanan berterusan dalam larutan berair diukur. Cawan jenis kopi terdiri daripada bekas polistirena, yang diletakkan di dalam bikar.

Air diletakkan di dalam bekas polistirena, dilengkapi dengan penutup bahan yang sama yang memberikannya tahap penebat haba tertentu. Di samping itu, bekas mempunyai termometer dan pengagum mekanikal.

Dalam kalorimeter ini jumlah haba yang diserap atau dipancarkan diukur, bergantung kepada sama ada tindak balas adalah endotermik atau eksotermik, apabila tindak balas berlaku dalam larutan akueus. Sistem untuk belajar dibentuk oleh reagen dan produk.

[TOC]

Apa kajian kalorimetri?

Kalorimetri mengkaji hubungan yang tenaga haba yang berkaitan dengan tindak balas kimia mempunyai, dan bagaimana ia digunakan untuk menentukan pembolehubah yang sama. Aplikasi anda dalam bidang penyelidikan membenarkan skop kaedah ini.

Kapasiti kalori kalorimeter

Kapasiti ini dikira dengan membahagikan jumlah haba yang menyerap kalorimeter antara variasi suhu. Variasi ini adalah produk haba yang dipancarkan dalam reaksi eksotermik, yang sama dengan:

Jumlah haba yang menyerap calorimeter + jumlah haba yang menyerap penyelesaiannya

Variasi boleh ditentukan dengan menambahkan jumlah haba yang diketahui dengan mengukur perubahan suhu. Untuk penentuan kapasiti kalori ini, asid benzoik biasanya digunakan, kerana haba pembakarannya diketahui (3,227 kJ/mol).

Kapasiti kalori juga boleh ditentukan oleh ketagihan haba dengan menggunakan arus elektrik.

Ia boleh melayani anda: aluminium fosfat (ALPO4): struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan

Contoh penggunaan kalorimeter untuk mengira haba tertentu

Bar 95 g logam dipanaskan pada suhu 400 ° C, segera mengambil kalorimeter dengan 500 g air, pada mulanya pada 20 ºC. Suhu sistem akhir ialah 24 ºC. Kirakan haba tertentu logam.

Δq = m x ce x Δt

Dalam ungkapan ini:

Δq = variasi beban.

M = Mass.

CE = haba tertentu.

Δt = variasi suhu.

Haba yang diperoleh oleh air sama dengan haba yang terpisah dari bar logam.

Nilai ini kelihatan seperti yang muncul dalam jadual haba tertentu untuk perak (234 J/kg ºC).

Oleh itu, salah satu aplikasi kalorimetri adalah kerjasama untuk mengenal pasti bahan.

Pam Calorimetric

Ia terdiri daripada bekas keluli, yang dikenali sebagai pam, tahan terhadap tekanan tinggi yang boleh berasal semasa tindak balas yang berlaku di dalam bekas ini; Bekas ini disambungkan ke litar pencucuhan untuk memulakan reaksi.

Pam direndam dalam bekas besar dengan air, yang fungsinya menyerap haba yang dihasilkan dalam pam semasa reaksi, menjadikan variasi suhu. Bekas air dilengkapi dengan termometer dan pengadil mekanikal.

Perubahan tenaga diukur pada isipadu dan suhu malar, jadi tiada kerja dilakukan dalam reaksi yang berlaku di dalam pam.

ΔE = q

ΔE adalah variasi tenaga dalaman dalam tindak balas dan haba yang dihasilkan dalam ini.

Jenis calorimeter

Sudut Tajuk Isotermik (CTI)

Calorimeter mempunyai dua sel: dalam satu sampel diletakkan dan di sisi lain, rujukan, air biasanya diletakkan.

Perbezaan suhu yang dihasilkan di antara sel - disebabkan oleh tindak balas yang berlaku di dalam sel sampel - dibatalkan oleh sistem maklum balas yang menyuntik haba untuk memadankan suhu sel.

Jenis kalorimeter ini membolehkan mengikuti interaksi antara makromolekul dan ligan mereka.

Ia boleh melayani anda: Isoamil Alkohol: Struktur, Sifat, Kegunaan dan Risiko

Calorimeter imbasan pembezaan

Calorimeter ini mempunyai dua sel, seperti CTI, tetapi ia mempunyai peranti yang membolehkan menentukan suhu dan aliran haba yang berkaitan dengan perubahan bahan bergantung pada masa.

Teknik ini memberikan maklumat mengenai lipatan protein dan asid nukleik, serta penstabilan mereka.

Aplikasi

-Kalorimetri membolehkan untuk menentukan pertukaran haba yang berlaku dalam tindak balas kimia, dengan itu membolehkan lebih jelas untuk memahami mekanisme ini.

-Dengan menentukan haba tertentu bahan, kalorimetri menyediakan data yang membantu pengenalannya.

-Oleh kerana terdapat perkadaran langsung antara perubahan haba tindak balas dan kepekatan reaktan, ditambah pula dengan fakta bahawa kalorimetri tidak memerlukan sampel yang terhad, teknik ini dapat digunakan untuk menentukan kepekatan bahan yang ada dalam matriks kompleks.

-Dalam bidang kejuruteraan kimia, kalorimetri digunakan dalam proses keselamatan, serta dalam bidang yang berlainan pengoptimuman, tindak balas kimia dan unit operasi.

Penggunaan kalorimetri titrasi isoterma

-Bekerjasama dalam mewujudkan mekanisme tindakan enzimatik, serta kinetiknya. Teknik ini dapat mengukur reaksi antara molekul, menentukan pertalian pautan, stoikiometri, entalpi dan entropi dalam penyelesaian tanpa memerlukan penanda.

-Menilai interaksi nanopartikel dengan protein dan, bersama -sama dengan kaedah analisis lain, adalah alat penting untuk merakam perubahan konformasi protein.

-Ia mempunyai aplikasi dalam pemuliharaan makanan dan tanaman.

-Mengenai pemuliharaan makanan, ia dapat menentukan kemerosotan dan masa hidupnya di rak (aktiviti mikrobiologi). Ia dapat membandingkan kecekapan kaedah pemuliharaan makanan yang berlainan, dan dapat menentukan dos pengawet yang optimum, serta kemerosotan dalam kawalan pembungkusan.

-Bagi tanaman sayur, anda boleh belajar percambahan benih. Berada di dalam air dan dengan kehadiran oksigen, mereka melepaskan haba yang dapat diukur dengan calorimeter isoterma. Periksa umur dan penyimpanan benih yang tidak sesuai dan mengkaji kadar pertumbuhan mereka terhadap variasi suhu, pH atau bahan kimia yang berbeza.

Boleh melayani anda: mikroskop sederhana

-Akhirnya, anda boleh mengukur aktiviti biologi tanah. Di samping itu, anda boleh mengesan penyakit.

Penggunaan kalorimetri imbasan imbasan berbeza

-Bersama -sama dengan kalorimetri isoterma, ia telah membolehkan mengkaji interaksi protein dengan ligannya, AL, lipatan protein dan mekanisme penstabilan mereka.

-Anda boleh mengukur haba yang dilepaskan atau diserap secara langsung semasa peristiwa pautan molekul.

-Kalorimetri Pengimbasan Berbeza adalah alat termodinamik untuk penubuhan langsung pengumpulan tenaga kalori yang berlaku dalam sampel. Ini membolehkan menganalisis faktor -faktor yang terlibat dalam kestabilan molekul protein.

-Juga mengkaji termodinamik peralihan asid nukleik lipat. Teknik ini membolehkan penentuan kestabilan oksidatif asid linoleik terpencil dan ditambah dengan lipid lain.

-Teknik ini digunakan dalam kuantifikasi kegunaan farmaseutikal dan dalam pencirian haba pengangkut lipid nanostructured.

Rujukan

1. Whitten, k., Davis, r., Peck, m. dan Stanley, G. Kimia. (2008). Edisi ke -8. Edit Pembelajaran Cengage.
2. Rehak, n. N. dan muda, d. S. (1978). Aplikasi calon kalorimetri di makmal klinikal. Clin. Chem. 24 (8): 1414-1419.
3. Stossel, f. (1997). Aplikasi Kalorimetri Reaksi dalam Kejuruteraan Kimia. J. Mereka. Dubur. 49 (3): 1677-1688.
4. Weber, ms. C. dan Salemme, f. R. (2003). Aplikasi kaedah kalorimetrik untuk penemuan ubat dan kajian interaksi protein. Curr. Pendapat. Struktur. Biol. 13 (1): 115-121.
5. Gill, ms., Moghadem, t. dan Ranjbar, b. (2010).  Teknik Pengimbasan Pengimbasan Berbeza: Aplikasi dalam Biologi dan Nanosains. J. Biol. Tech.21 (4): 167-193.
6. Omanovic-miklicanin, e., Manfield, i. dan Wilkins, t. (2017). Aplikasi kalorimetri titlasi isoterma dalam penilaian interaksi protein-nanopartikel. J. Mereka. Dubur. 127: 605-613.
7. Konsortium Kolej Komuniti untuk Kelayakan Biosains. (7 Julai 2014). Cawan kopi calaimeter. [Rajah]. Diperoleh pada 7 Jun, 2018, dari: Commons.Wikimedia.org