Un calorímetro es un dispositivo que mide cuidadosamente la temperatura de un sistema aislado antes y después de que se produce una reacción. El cambio en la temperatura nos dice si la energía térmica fue absorbida o liberada, y cuánto. Esto nos proporciona información importante sobre los productos, los reactivos y la naturaleza de la reacción.

Reacciones endotérmicas y exotérmicas

Un proceso endotérmico absorbe calor del entorno, mientras que un proceso exotérmico libera calor en el alrededores. Agregar calor ayuda a que el azúcar y la sal se disuelvan en agua. Esa reacción es endotérmica: Reactivos + Energía → Productos. Las reacciones químicas en la llama de una vela emiten calor. Estos son exotérmicos: Reactivos → Producto + Energía.

Experimentos de Calorimetría

Los experimentos de calorimetría miden la cantidad de energía térmica ganada o perdida durante una reacción midiendo la temperatura antes y después. Con base en el cambio de temperatura, las masas de las sustancias y el equipo, y otra propiedad llamada capacidad de calor (que puede ser diferente para cada componente), se calcula el cambio en la energía térmica que se produjo durante la reacción. Si el cambio es positivo, se libera energía térmica y el proceso es exotérmico. Si el cambio es negativo, se absorbe la energía térmica y el proceso es endotérmico.

Tipos de calorímetros

Un calorímetro es un recipiente cerrado y aislado en el que la reacción química procede de forma aislada. ambiente. El calorímetro también incluye una forma de medir la temperatura antes y después de la reacción. Hay dos tipos principales de calorímetros: calorímetros de presión constante y calorímetros de volumen constante. Una taza de espuma de poliestireno con una tapa y un termómetro crea un calorímetro de presión constante básico útil para experimentos en el hogar. La reacción siempre es a presión atmosférica. Un calorímetro de bomba de volumen constante es más complicado. La reacción tiene lugar en un contenedor sellado de pared gruesa que se sumerge en un baño de agua aislado.

Ejemplos: Exotérmico

Las calorías en los alimentos se pueden determinar quemándolos en una bomba calorímetro . La muestra de alimento a medir se coloca en la cámara interior, que se llena con oxígeno y tiene un elemento de calentamiento que encenderá la muestra. Debido a que usamos alimentos para obtener energía, el proceso de quemarlos debe liberar energía; son exotérmicos. En consecuencia, la temperatura será más alta después que antes. Otro ejemplo de una reacción exotérmica es lo que ocurre en un paquete instantáneo.

Ejemplos: Endotérmico

Muchas personas han realizado el experimento donde se mezclan bicarbonato de sodio y vinagre y se obtiene una reacción emocionante . Esta reacción es endotérmica. No sería difícil probar esto en un simple calorímetro casero. Lo opuesto a los paquetes calientes instantáneos son compresas frías instantáneas, que a menudo se encuentran en botiquines de primeros auxilios y usan reacciones endotérmicas.

Procesos físicos vs. químicos

La palabra "reacción" en este artículo realmente debería pensarse de manera más general. Los cambios de fase, como la congelación o ebullición del agua, son procesos físicos, no reacciones químicas. El calor necesario para agregar o eliminar para que estos cambios de fase sucedan nos da una constante física importante llamada calor de transformación. Uno puede usar un calorímetro para medir esto.