Un calorimètre est un dispositif qui mesure soigneusement la température d'un système isolé avant et après une réaction. Le changement de température nous dit si l'énergie thermique a été absorbée ou libérée, et combien. Cela nous donne des informations importantes sur les produits, les réactifs et la nature de la réaction.

Réactions endothermiques et exothermiques

Un processus endothermique absorbe la chaleur de l'environnement, tandis qu'un processus exothermique libère de la chaleur dans l'atmosphère. alentours. L'ajout de chaleur aide le sucre et le sel à se dissoudre dans l'eau. Cette réaction est endothermique: Réactifs + Energie → Produits. Les réactions chimiques dans une flamme de bougie dégagent de la chaleur. Ils sont exothermiques: Réactifs → Produit + Énergie.

Expériences de calorimétrie

Les expériences de calorimétrie mesurent la quantité d'énergie thermique gagnée ou perdue au cours d'une réaction en mesurant la température avant et après. En fonction du changement de température, des masses des substances et de l'équipement, et d'une autre propriété appelée capacité calorifique (qui peut être différente pour chaque composant), on calcule la variation de l'énergie thermique qui s'est produite pendant la réaction. Si le changement est positif, l'énergie thermique est libérée et le processus est exothermique. Si le changement est négatif, alors l'énergie thermique est absorbée et le processus est endothermique.

Types de calorimètres

Un calorimètre est un récipient fermé et isolé dans lequel la réaction chimique se déroule dans un environnement isolé. environnement. Le calorimètre comprend également un moyen de mesurer la température avant et après la réaction. Il existe deux principaux types de calorimètres: les calorimètres à pression constante et les calorimètres à volume constant. Une tasse de polystyrène avec un couvercle et un thermomètre fait un calorimètre à pression constante de base utile pour les expériences à domicile. La réaction est toujours à la pression atmosphérique. Un calorimètre à bombe à volume constant est plus compliqué. La réaction se déroule dans un récipient scellé à paroi épaisse qui est immergé dans un bain d'eau isolé.

Exemples: Exothermique

Les calories dans les aliments peuvent être déterminées en les brûlant dans un calorimètre à bombe. . L'échantillon de nourriture à mesurer est placé dans la chambre interne remplie d'oxygène et dotée d'un élément chauffant qui enflammera l'échantillon. Parce que nous utilisons des aliments pour obtenir de l'énergie, le processus de les brûler doit libérer de l'énergie - ils sont exothermiques. Par conséquent, la température sera plus élevée qu'avant. Un autre exemple de réaction exothermique est ce qui se passe dans un emballage chaud instantané.

Exemples: Endothermique

Beaucoup de gens ont réalisé l'expérience en mélangeant du bicarbonate de soude et du vinaigre et en obtenant une réaction excitante . Cette réaction est endothermique. Il ne serait pas difficile de tester cela dans un simple calorimètre à la maison. Le contraire des packs chauds instantanés sont les packs froids instantanés, qui sont souvent trouvés dans les trousses de premiers secours et utilisent des réactions endothermiques.

Processus physiques contre chimiques

Le mot «réaction» dans cet article devrait vraiment être pensé de manière plus générale. Les changements de phase, tels que la congélation ou l'ébullition de l'eau, sont des processus physiques, pas des réactions chimiques. La chaleur a dû être ajoutée ou enlevée pour faire ces changements de phase nous donner une constante physique importante appelée la chaleur de la transformation. On peut utiliser un calorimètre pour mesurer cela.