Vad är en bombkalorimeter?
Bomb Calorimeter är en laboratorieanordning som innehåller en "bomb" eller förbränningskammare-vanligtvis konstruerad av icke-reaktivt rostfritt stål-där en organisk förening konsumeras av bränning i syre. Inkluderat är en Dewar -kolv som har en viss mängd vatten där bomben är nedsänkt. All värme (Q) som genereras av förbränningen passerar i vattnet, vars temperatur (T) stiger och mäts mycket noggrant. Från vikterna kan temperaturer och apparatparametrar, en exakt värme eller "entalpi" av förbränning (ΔH c ) bestämmas. Detta värde kan användas för att utvärdera strukturella egenskaper hos det konsumerade ämnet.
Volymutvidgning förhindras av den styva bombdesignen, så även om koldioxid och vattenånga produceras genom förbränningen inträffar den vid konstant volym (V). Eftersom dv = 0 i ekvationen dw = p (dv), där arbetet är w, utförs inget arbete. Eftersom värme (q) varken kommer in eller blad - eftersom allt är wmed Dewar -kolven - processen är "adiabatisk", det vill säga DQ = 0. Detta betyder ΔH C = C V ΔT, där C V är värmekapaciteten vid konstant volym. Datajustering behövs på grund av egenskaperna hos själva bombkalorimetern; Det finns värmen som introduceras av förbränningen av säkringen som utlöser förbränning, och det faktum att bombkalorimetern endast fungerar ungefär adiabatiskt.
Bomb Calorimeter har ett antal applikationer, inklusive både teknisk och industriell användning. Historiskt sett, i laboratoriet, har kolväten och kolvätederivat bränts i en bombkalorimeter med målet att tilldela bindningsenergier. Enheten har också använts för att härleda teoretiska stabiliseringsenergier, såsom Pi-bindningen i aromatiska föreningar. Proceduren kan demonstreras för - om inte utövas av - studenter, som en del avDeras grundutbildningsinstruktion. Industriellt används bombkalorimetern vid testning av drivmedel och sprängämnen, i studien av livsmedel och metabolism och vid utvärderingen av förbränning och växthusgaser.
Med tanke på exemplet med ett aromatiskt lösningsmedel, bensen (C 6 h 6 ), finns det sex ekvivalenta kol-kolbindningar och sex ekvivalenta kolhydbindningar i varje molekyl. Utan konceptet med resonans bör kol-kolbindningarna i Benzen till synes vara annorlunda-det bör finnas tre dubbelbindningar och tre enstaka bindningar. Benzen bör vara väl representerad av den fiktiva kemikalien 1, 3, 5-cyklohexatrien. Genom användning av en bombkalorimeter ger den faktiska energin för de sex enhetliga bindningarna emellertid en energiskillnad för bensen jämfört med trienen, 36 kcal/mol eller 151 kJ/mol. Denna energiskillnad är Benzenes resonansstabiliseringsenergi.