Calorimetria - Calorimetro - chimica

Scritto da Dott. Crisafulli F..
Pubblicato il 22-03-2017 Revisionato il 16-04-2017
Dott. Crisafulli F.

Laureato in biologia, curo da oltre quindici anni siti di informazione scientifica.

Tavola dei contenuti: Tipi di calorimetro - Calorimetro a volume costante - Pagine correlate

La calorimetria è una tecnica sperimentale attraverso la quale è possibile misurare la quantità di calore, acquisita o ceduta, durante un processo di natura chimica. Attraverso la valutazione calorimetrica di numerose sostanze è possibile definire delle tabelle calorimetriche utilizzate, ad esempio, per la valutazione dei profili nutrizionali.

L'analisi calorimetrica rende possibile possibile la definizione dei valori numerici, espressi in joule o calorie, relativi alla quantità di energia ceduta oppure assorbita, sotto forma di calore, per ciascuna specifica sostanza in analisi.

Lo strumento utilizzato per l'analisi prende il nome di calorimetro. In commercio esistono differenti tipi di calorimetro che differiscono base al principio di analisi operato.

Classificazione dei calorimetri
Esistono due tipi di calorimetro: a pressione costante oppure a volume costante

Tipi di calorimetro

I due tipi di calorimetro (pressione costante o volume costante) operano in modo diverso. Il calorimetro a pressione costante è un tipo di strumento molto economico, formato da due recipienti, solitamente costituiti da polistirolo, che assicurano un buon isolamento nei confronti dell'ambiente esterno. Nel recipiente interno trova posto un termometro.

Il calorimetro a volume costante, o calorimetro a bomba, è un apparecchio più sofisticato che permette di misurare con più accuratezza i trasferimenti di energia.

Calorimetro a pressione costante

Il calorimetro a pressione costante misura la variazione di entalpia in una reazione chimica. I reagenti, in fase liquida, sono posti al centro del contenitore principale. La reazione può procedere verso due strade: la cessione di calore all'esterno oppure l'assorbimento di calore esterno. Nel primo caso, la reazione è esoergonica poiché cede calore all'ambiente mentre, nel secondo caso, la reazione è endoergonica poiché, dall'ambiente, acquisisce calore.

La variazione registrata tra la temperatura iniziale e la temperatura finale può essere analizzata in termini quantitativi calcolando la variazione di entalpia (ΔH). In particolare, utilizzando la capacità termica specifica della soluzione, la massa dei reagenti e la variazione di temperatura è possibile determinare la varazione di entalpia.

Calorimetro a volume costante

Il calorimetro a volume costante è molto più complesso del calorimetro a pressione costante. Nel calorimetro a volume costante, la reazione avviene all'interno di un contenitore molto resistente, capace di lavorare a pressioni elevate. In questo sistema, anziché la variazione di entalpia, è misurata l'energia ceduta all'ambiente. Per questa ragione, le tabelle calorimetriche degli alimenti sono compilate attraverso le analisi con calorimetro a volume costante.

Il funzionamento del calorimetro a volume costante è molto semplice: il cilindro interno, generalmente costituito da acciaio, contiene il campione da analizzare più ossigeno puro. Un sistema di accensione, che utilizza una breve scarica elettrica, permette la combustione del campione che libererà un quantiativo di energia. Il trasferimento di energia, sotto forma di calore, determina l'aumento di temperatura dell'acqua presente nel secondo cilindro. In base all'aumento di temperatura è possibile valutare il quantitativo di energia trasferita tra il primo cilindro e il secondo.

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