Kalorimetrar

Kalorimeter är en anordning som används för att mäta värmeutbyte vid kemiska reaktioner eller fysikaliska förändringar. Genom kalorimetri bestäms hur mycket värme som avges eller upptas när systemet ändras temperatur. En grundläggande princip är att värme som tillförs ett system måste balanseras av värme som lämnar omgivningen, vilket gör det möjligt att bestämma reaktioners eller processers entalpi och värmekapacitet.

Enkel temperaturbaserad kalorimetri sker ofta i en konstant tryck-situation, exempelvis i en kaffekopp-kalorimeter. Här används q_p = ΔH, och värmen som utvecklas av reaktionen är lika med temperaturförändringen hos lösningen multiplicerad med dess värmekapacitet. I praktiken blir det vanligt att q_rxn = -q_solution, där q_solution = m c ΔT.

Bombkalorimetern är en konstant-volym-variant som används för att mäta värme av förbränning. Prov tas in i en kammare som fylls med angränsande syre och förbränns, medan kalorimetern omges av vatten eller annan vätska. Temperaturförändringen i vätskan används för att bestämma ΔU och därigenom den totala värmeutvecklingen vid förbränningen.

Andra viktiga typer är differential scanning calorimetry (DSC), som mäter värmeflöde under uppvärmning eller avkylning för att studera fasövergångar och smältenthalpi, samt isothermal titration calorimetry (ITC), som används inom biokemi för att mäta entalpi vid bindningar.

Användningsområden inkluderar kemisk energi- och materialsforskning, livsmedels- och nutritionsteknik, farmaci samt miljövetenskap. Kalorimetri förlitar sig på noggrann kalibrering och isolering för att uppnå korrekta värden.