Hvad er et bombe -kalorimeter?

Bombekalorimeteret er en laboratorieindretning, der indeholder en "bombe" eller forbrændingskammer mdash;Normalt konstrueret af ikke-reaktivt rustfrit stål mdash;hvor en organisk forbindelse forbruges ved at brænde i ilt.Inkluderet er en Dewar -kolbe, der har en bestemt mængde vand, hvor bomben er nedsænket.Al den varme (Q), der er genereret af forbrænding, passerer i vandet, hvis temperatur (t) stiger, og måles meget omhyggeligt.Fra vægte, temperaturer og apparaterparametre kan en nøjagtig varme eller "entalpi" af forbrænding (ΔH _C ) bestemmes.Denne værdi kan bruges til at evaluere strukturelle egenskaber for det forbrugte stof.

Volumenudvidelse forhindres af det stive bombesign, så selvom kuldioxid og vanddamp produceres ved forbrænding, forekommer den ved konstant volumen (V).Da dv ' 0 i ligningen dw ' p (dv), hvor arbejdet er w, udføres der ikke noget arbejde.Som varme (q) kommer heller ikke ind eller blade mdash;Da alt er inden for Dewar -kolben mdash;Processen er "adiabatisk", det vil sige DQ ' 0.Dette betyder ΔH _C ' C _V ΔT, hvor C _V er varmekapaciteten ved konstant volumen.Datadustering er nødvendig på grund af egenskaberne ved selve bombekalorimeteret;Der er den varme, der indføres ved forbrænding af sikringen, der udløser forbrænding, og det faktum, at bombekalorimeteret kun fungerer ca. adiabatisk.

Bombekalorimeteret har en række anvendelser, herunder både tekniske og industrielle anvendelser.Historisk set i laboratoriet er kulbrinter og carbonhydridderivater blevet brændt i et bombekalorimeter med det mål at tildele bindingsenergier.Enheden er også blevet brugt til at udlede teoretiske stabiliseringsenergier, såsom PI-binding i aromatiske forbindelser.Proceduren kan demonstreres til mdash;hvis ikke praktiseres af mdash;Studerende, som en del af deres undervisning i college.Industrielt bruges bombekalorimeteret til test af drivmidler og sprængstoffer i studiet af fødevarer og stofskifte og i evalueringen af forbrænding og drivhusgasser.

I betragtning af eksemplet med et aromatisk opløsningsmiddel, benzen (C ₆ h h ₆ ), der er seks ækvivalente carbon-carbonbindinger og seks ækvivalente kulstof-hydrogenbindinger i hvert molekyle.Uden resonansbegrebet burde kulstofbindingerne i benzen tilsyneladende være forskellige mdash;Der skal være tre dobbeltobligationer og tre enkelt obligationer.Benzen skal være godt repræsenteret af det fiktive kemikalie 1, 3, 5-cyclohexatrien.Ved anvendelse af et bombekalorimeter giver den faktiske energi fra de seks ensartede bindinger imidlertid en energiforskel for benzen sammenlignet med trien, på 36 kcal/mol eller 151 kJ/mol.Denne energiforskel er benzens resonansstabiliseringsenergi.