Hvad er et bombe -kalorimeter?
Bombekalorimeteret er en laboratorieindretning, der indeholder en "bombe" eller forbrændingskammer-normalt konstrueret af ikke-reaktivt rustfrit stål-hvor en organisk forbindelse forbruges ved at brænde i ilt. Inkluderet er en Dewar -kolbe, der har en bestemt mængde vand, hvor bomben er nedsænket. Al den varme (Q), der er genereret af forbrænding, passerer i vandet, hvis temperatur (t) stiger, og måles meget omhyggeligt. Fra vægte, temperaturer og apparaterparametre kan en nøjagtig varme eller "entalpi" af forbrænding (ΔH C ) bestemmes. Denne værdi kan bruges til at evaluere strukturelle egenskaber for det forbrugte stof.
volumenudvidelse forhindres af det stive bombesign, så selvom kuldioxid og vanddamp produceres ved forbrænding, forekommer det ved konstant volumen (V). Da dv = 0 i ligningen dw = p (dv), hvor arbejdet er w, udføres der ikke noget arbejde. Som varme (q) hverken kommer ind eller blade - da alt er wIthin the Dewar -kolbe - processen er "adiabatisk", det vil sige DQ = 0. Dette betyder ΔH C = C v ΔT, hvor C v er varmekapaciteten ved konstant volumen. Datadustering er nødvendig på grund af egenskaberne ved selve bombekalorimeteret; Der er den varme, der indføres ved forbrænding af sikringen, der udløser forbrænding, og det faktum, at bombekalorimeteret kun fungerer ca. adiabatisk.
Bombekalorimeteret har en række applikationer, herunder både teknisk og industriel anvendelse. Historisk set i laboratoriet er kulbrinter og carbonhydridderivater blevet brændt i et bombekalorimeter med det mål at tildele bindingsenergier. Enheden er også blevet brugt til at udlede teoretiske stabiliseringsenergier, såsom PI-binding i aromatiske forbindelser. Proceduren kan demonstreres til - hvis ikke praktiseres af - studerende, som en del afderes undervisning i college. Industrielt bruges bombekalorimeteret til test af drivmidler og sprængstoffer i studiet af fødevarer og stofskifte og til evaluering af forbrænding og drivhusgasser.
I betragtning af eksemplet med et aromatisk opløsningsmiddel, benzen (C 6 H 6 ), er der seks ækvivalente carbon-carbonbindinger og seks ækvivalente carbon-hydrogenbindinger i hvert molekyle. Uden resonansbegrebet burde carbon-carbonbindingerne i benzen tilsyneladende være forskellige-der skulle være tre dobbeltbindinger og tre enkeltbindinger. Benzen skal være godt repræsenteret af det fiktive kemikalie 1, 3, 5-cyclohexatrien. Ved anvendelse af et bombekalorimeter giver den faktiske energi fra de seks ensartede bindinger imidlertid en energiforskel for benzen sammenlignet med trien, på 36 kcal/mol eller 151 kJ/mol. Denne energiforskel er benzens resonansstabiliseringsenergi.