Vad är en bombkalorimeter?

Bombkalorimetern är en laboratorieanordning som innehåller en "bomb" eller förbränningskammare mdash;vanligtvis konstruerat av icke-reaktivt rostfritt stål mdash;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 kan en exakt värme eller "entalpi" för förbränning (ΔH _C ) bestämmas.Detta värde kan användas för att utvärdera strukturella egenskaper hos ämnet som konsumeras.

Volymutvidgning förhindras av den styva bombdesignen, så även om koldioxid och vattenånga produceras genom förbränningen, inträffar det 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 mdash;Eftersom allt är inom Dewar -kolven mdash;Processen är "adiabatisk", det vill säga DQ ' 0.Detta betyder ΔH _C ' C _V ΔT, där C _V är värmekapaciteten i 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.

Bombkalorimetern har ett antal tillämpningar, inklusive både tekniska och industriella användningsområden.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.Förfarandet kan demonstreras till mdash;om inte praktiseras av mdash;Studenter, som en del av deras grundutbildare college -instruktion.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 ), det finns sex ekvivalenta kol-kolbindningar och sex ekvivalenta kolvätebindningar i varje molekyl.Utan begreppet resonans bör kol-kolbindningarna i Benzen till synes vara annorlunda och mdash;Det bör finnas tre dubbelbindningar och tre enstaka obligationer.Bensen 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.