Kalorometrar

Kalorometrar är instrument som används för att mäta värme som frigörs eller absorberas vid kemiska reaktioner eller fysikaliska förändringar inom ett prov. De gör det möjligt att bestämma entalpiändringar, värmekapacitet och andra termodynamiska egenskaper hos ämnen.

Det finns flera huvudtyper av kalorimetri som används i forskning och industri. Bombkalorimeter används för att bestämma energiinnehållet i bränslen och livsmedel genom förbränning av provet i syrgas i en sluten bomb, medan värmeflödet mäts via ett vattenbad för att beräkna den frigjorda värmen. Differential scanning calorimetry, DSC, jämför värmeflödet till provet och en referens när de utsätts för ett kontrollerat temperaturprogram och används för att studera fasövergångar såsom smältning och kristallisation. Isothermal titration calorimetry, ITC, mäter värmeändringen när molekyler interagerar och ger direkt information om entalpi, bindningskonstant och stoikiometri. Mikrokalorimetri används för mycket små prov och kan tillämpas inom biologi och medicin för att mäta metabolism eller bindningseffekter.

Principen för de flesta kalorimeter är att särskilja och registrera förändringar i värmeflöde eller temperatur i ett isolerat system. Vanliga komponenter är en isolerad provbehållare, ett uppvärmnings- eller kylsystem, sensorer (termistor, RTD eller termoelement) och en kontroll- samt analysenhet som omvandlar signalerna till entalpiändringar eller värmeströmmar. Noggrann kalibrering och kontroll av värmeförluster är central för tillförlitliga resultat.

Användningen av kalorimetri spänner över kemi, biokemi, materialvetenskap, livsmedelsforskning och farmaceutisk utveckling, där kunskap om värmeförändringar informerar om reaktionsmekanismer, stabilitet och interaktioner.