Cos'è un calorimetro di bombe?
Il calorimetro della bomba è un dispositivo di laboratorio che contiene una "bomba" o una camera di combustione-solitamente costruita in acciaio inossidabile non reattivo-in cui un composto organico viene consumato dalla combustione in ossigeno. È incluso un pallone di dewar che detiene una quantità specifica di acqua in cui la bomba viene sommersa. Tutto il calore (Q) generato dalla combustione passa nell'acqua, la cui temperatura (t) aumenta, ed è misurato con molta attenzione. Dai pesi, temperature e parametri dell'apparato, possono essere determinati un calore accurato o "entalpia" di combustione (ΔH c ). Tale valore può essere utilizzato per valutare le proprietà strutturali della sostanza consumata.
L'espansione del volume è prevenuta dal design rigido della bomba, quindi anche se l'anidride carbonica e il vapore acqueo sono prodotti dalla combustione, si verifica a volume costante (V). Poiché DV = 0 nell'equazione DW = P (DV), dove il lavoro è W, non c'è lavoro eseguito. Inoltre, poiché il calore (q) non entra né foglie - poiché tutto è wIthin the Dewar Fask - Il processo è "adiabatico", cioè DQ = 0. Questo significa ΔH c = c v Δt, dove c v è la capacità termica a volume costante. È necessario l'adeguamento dei dati a causa delle caratteristiche del calorimetro della bomba stessa; C'è il calore introdotto dalla combustione della combustione del fusibile e il fatto che il calorimetro della bomba funzioni solo approssimativamente adiabaticamente.
Il calorimetro di bombe ha una serie di applicazioni, inclusi usi sia tecnici che industriali. Storicamente, in laboratorio, i derivati di idrocarburi e idrocarburi sono stati bruciati in un calorimetro bomba con l'obiettivo di assegnare energie di legame. Il dispositivo è stato anche usato per derivare energie teoriche di stabilizzazione, come quella del legame PI nei composti aromatici. La procedura può essere dimostrata - se non praticata da - studenti, come parte diLe loro istruzioni universitarie universitarie. Industrialmente, il calorimetro della bomba viene utilizzato nel test di propellenti ed esplosivi, nello studio degli alimenti e del metabolismo e nella valutazione dell'incenerimento e dei gas serra.
Considerando l'esempio di un solvente aromatico, benzene (C 6 H 6 ), ci sono sei legami carbonio di carbonio equivalenti e sei legami di carbonio-idrogeno equivalenti in ciascuna molecola. Senza il concetto di risonanza, i legami carbonio-carbonio nel benzene dovrebbero essere apparentemente diversi: dovrebbero esserci tre doppi legami e tre legami singoli. Il benzene dovrebbe essere ben rappresentato dalla sostanza chimica fittizia 1, 3, 5-cicloesatriene. Attraverso l'uso di un calorimetro bomba, tuttavia, l'energia effettiva dei sei legami uniformi dà una differenza di energia per il benzene rispetto al triente, di 36 kcal/mol o 151 kJ/mol. Questa differenza di energia è l'energia di stabilizzazione della risonanza di benzene.