Artikel ini menjelaskan apa itu kalorimeter dan kegunaannya. Selain itu, Anda juga akan mengetahui berbagai jenis kalorimeter yang ada dan cara kerja alat ukur ini.
Apa itu kalorimeter?
Kalorimeter adalah alat laboratorium yang digunakan untuk mengukur jumlah panas yang diterima atau hilang oleh suatu benda. Selain itu, kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan panas jenis suatu zat.
Misalnya, kalorimeter dapat digunakan untuk mengukur energi dalam bentuk panas yang dilepaskan selama reaksi kimia.
Kalorimeter paling modern mampu bekerja pada rentang temperatur yang luas, ada yang bisa mencapai 3500 K. Selain itu, saat ini kalorimeter sudah sangat presisi, akurasinya bisa kurang dari 1%, meskipun hal ini tergantung pada karakteristik dan karakteristiknya. penggunaan kalorimeter.
Dalam kalorimetri, penerapan kalorimeter sangat banyak. Kalorimeter dapat digunakan untuk melakukan studi biologi, melakukan pengendalian kualitas atau bahkan memeriksa laju biologis.
Bagian dari kalorimeter
Mengingat pengertian kalorimeter, maka bagian-bagian kalorimeter pada umumnya akan dijelaskan di bawah ini:
- Termometer : memungkinkan Anda mengukur suhu di dalam kalorimeter.
- Pengaduk : bagian kalorimeter yang diaduk terus menerus untuk menaikkan suhu campuran.
- Tutup : tutup yang dapat dibuka dan ditutup untuk memasukkan campuran yang akan dipelajari.
- Campuran : ini adalah zat yang ingin kita analisis kalorinya.
- Lapisan isolasi : wadah kalorimeter harus mengisolasi campuran secara termal dari luar, sehingga suhu lingkungan tidak mempengaruhinya. Inilah sebabnya mengapa umumnya terdiri dari dua lapisan insulasi termal, biasanya polistiren.
Jenis kalorimeter
Macam-macam kalorimeter adalah sebagai berikut:
- Kalorimeter adiabatik : Kalorimeter adiabatik digunakan untuk mempelajari reaksi adiabatik terisolasi, yaitu pertukaran panas dengan luar tidak dapat terjadi. Namun, sejumlah panas selalu hilang, sehingga faktor koreksi biasanya diterapkan untuk mengimbanginya.
- Kalorimeter Reaksi – Proses kimia terjadi di dalam kalorimeter, yang tertutup dan terisolasi. Secara umum, ini digunakan untuk menentukan panas yang dilepaskan oleh suatu reaksi; itu juga digunakan dalam reaksi yang membutuhkan suhu konstan.
- Kalorimeter Fluks Panas – Dengan jenis ini, jaket pemanas/pendingin mengontrol suhu proses fisik. Panas reaksi ditentukan dengan mengukur perbedaan suhu antara fluida perpindahan panas dan fluida proses. Kalorimeter ini kurang presisi dibandingkan jenis kalorimeter lainnya.
- Kalorimeter keseimbangan panas : Kalorimeter jenis ini juga memerlukan jaket pemanas/pendingin untuk mengontrol suhu proses. Panas diukur dengan memantau panas yang diperoleh atau hilang oleh fluida transfer.
- Kalorimeter Kompensasi Energi : Dalam hal ini, pemanas yang ditambahkan ke wadah digunakan untuk menjaga suhu konstan. Energi pemanasan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan reaksi.
- Kalorimeter Aliran Konstan – Kalorimeter jenis ini mempertahankan aliran panas yang konstan melalui dinding wadah.
- Kalorimeter Bom : Kalorimeter jenis ini digunakan untuk menghitung kalor pembakaran. Percikan listrik biasa digunakan untuk menyalakan bahan bakar. Selain itu, mereka bekerja pada tekanan yang sangat tinggi.
- Kalorimeter tipe calvet : kalorimeter ini menggunakan sensor aliran 3D. Mereka cocok untuk ukuran sampel yang besar karena memungkinkan penggunaan ukuran bejana reaksi yang lebih besar.
- Kalorimeter Tekanan Konstan : Kalorimeter jenis ini digunakan untuk mengukur perubahan panas dalam larutan pada tekanan konstan.
- Kalorimeter Pemindaian Diferensial – Biasanya ada dua baki, baki sampel dan baki referensi. Baki sampel berisi sampel sedangkan baki referensi tetap kosong. Setiap wadah dipanaskan secara terpisah pada laju tertentu, dan laju ini dipertahankan sepanjang percobaan. Namun, sistem komputer memastikan bahwa setiap panci memanas pada tingkat yang sama, sehingga pengukuran dapat dilakukan. Pemanas di bawah baki sampel harus bekerja lebih keras dibandingkan baki referensi yang kosong, yang berarti menghasilkan lebih banyak panas. Jadi, kalorimeter melakukan pengukuran berdasarkan perbedaan kuantitas panas yang dipancarkan dalam baki.
- Kalorimeter Titrasi Isotermal – Pada jenis ini, panas reaksi digunakan untuk memantau percobaan titrasi. Titik tengah reaksi, entalpinya, dan afinitas pengikatannya dapat ditentukan. Kalorimeter jenis ini sangat berguna dalam industri farmasi untuk mengklasifikasikan calon obat potensial.
Cara kerja kalorimeter
Seperti yang Anda lihat di bagian sebelumnya, ada banyak jenis kalorimeter, sehingga cara kerjanya berbeda-beda. Berikut ini penjelasan penggunaan kalorimeter adiabatik, karena kalorimeter ini paling banyak digunakan dalam eksperimen laboratorium.
Pengoperasian kalorimeter berhubungan dengan pengocokan shaker. Sebelum menggunakan shaker, sebaiknya masukkan sampel ke dalam kalorimeter. Dan begitu penutup ditutup untuk mengisolasi sampel, pengaduk harus digerakkan dengan cepat, sehingga suhu sampel akan naik. Dengan termometer Anda dapat melihat pada suhu berapa sampel berada.
Kemudian, setelah sampel dikocok, pengukuran yang relevan dilakukan. Sehingga hasilnya dapat dibandingkan dengan data pengukuran sebelum sampel dipanaskan. Dan dengan semua data yang dikumpulkan selama percobaan, perhitungan dapat dilakukan, seperti perubahan entalpi yang dihasilkan dalam proses adiabatik.
Perbedaan kalorimeter dan termometer
Perbedaan antara kalorimeter dan termometer terletak pada besaran kalor yang diukur. Kalorimeter digunakan untuk mengukur jumlah panas yang didapat atau hilang, sedangkan termometer digunakan untuk mengukur suhu suatu benda.
Kalorimeter dan termometer adalah instrumen umum dalam eksperimen termodinamika. Faktanya, kalorimeter mengintegrasikan termometer untuk menentukan suhu di dalamnya.