Come determinare la capacità termica di un calorimetro

Il calorimetro è lo strumento con il quale si possono misurare quantità di calore, ma anche di calori specifici e le capacità termiche. Questo viene utilizzato principalmente per misurare il flusso di calore durante una trasformazione e questa fase risulta essere molto importante in quanto si può stabilire con precisione quanto calore viene assorbito dai componenti stessi come le pareti del recipiente, lo stesso coperchio, ma anche il termometro e l' agitatore. In questa guida spiegherò come determinare la capacità termica di un calorimetro.

• calorimetro
• termometri di diversa portata e sensibilità
• fornello elettrico (o bunsen)

Per prima cosa occorre precisare che esistono vari tipi di calorimetri, ma quello più importante è "la bomba di Mahler" con il quale si stabilisce il calore di combustione di sostanze liquide e solide. Per iniziare si potrà porre un'uguale quantità d'acqua nel calorimetro in un apposito recipiente posizionato sul fornello. Procedere successivamente all'accensione del fornello: occorre cercare di riscaldare l'acqua fino ad una temperatura di circa 50-60 °C e rilevare con cura e attenzione sia la temperatura dell'acqua nel calorimetro (t1) sia che dell'acqua riscaldata (t2).

A questo punto si dovrà cercare di versare all'interno del calorimetro l'acqua calda: chiudendolo rapidamente e mescolando l'acqua contenuta all'interno con l'apposito miscelatore di cui il calorimetro è provvisto. Dopo qualche minuto, si avrà anche modo di notare come il livello del termometro, inserito nel tappo calorimetro, si sia fermato. Il calore della reazione viene assorbito quasi tutto dalla quantità di acqua presente all'interno. Tale livello corrisponde alla temperatura di equilibrio dell'intero sistema (tE): rileviamola con estrema cura ed anche attenzione! La capacità termica terrà conto anche del fatto che le sue componenti potrebbero assorbire il calore.

A questo punto occorre determinare la capacità termica del calorimetro utilizzando una formula tratta da un' equazione fondamentale della calorimetria: C (cal) = [m (calda) * c (acqua) * (t2 - tE) - m (fredda) * c (acqua) * (tE - t1)]/(tE - t1) dove C (cal) indica la capacità termica del calorimetro, m (calda) la massa di acqua calda, c (acqua) calore specifico dell'acqua, m (fredda) la massa di acqua fredda. Se se decide anche di impiegare per effettuare il calcolo le unità di misura del Sistema Internazionale, non bisogna mai dimenticare di utilizzare per il calore specifico dell'acqua il valore 4186 J/(kg * °C) e per le masse i chilogrammi.

• Con la buona volontà e voglia di fare, grazie al metodo del fai da te, saremo in grado di realizzare, con le nostre mani, qualcosa di davvero unico e molto speciale, diverso dal comune!

• http://www.chimica-online.it/download/calorimetro.htm

• Come funziona il vaso di Dewar