المحتوى
يحتاج الكيميائيون غالبًا إلى معرفة مقدار الطاقة الحرارية التي ينطلق أو يمتصها رد فعل معين. يساعدهم هذا القياس على فهم المزيد حول سبب حدوث التفاعل ويساعدهم على عمل تنبؤات مفيدة. المسعرات هي أدوات تقيس كمية الحرارة المنبعثة أو الممتصة بواسطة المحتويات أثناء التفاعل. من السهل إجراء مسعر بسيط ، ولكن الأدوات المستخدمة في المختبرات تكون عادة أكثر دقة.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
تتيح لك المسعرات قياس مقدار الحرارة في التفاعل. قيودها الرئيسية هي فقدان الحرارة على البيئة والتدفئة متفاوتة.
وظائف المسعر
في الأساس ، يقيس المسعر التغير في درجة حرارة المسعر ومحتوياته. بعد معايرة المسعر ، سيكون لدى الكيميائي بالفعل رقم يسمى ثابت المسعر ، والذي يوضح مقدار درجة حرارة المسعر تتغير حسب مقدار الحرارة المضافة. باستخدام هذه المعلومات وكتلة المواد المتفاعلة ، يستطيع الكيميائي تحديد كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها. من المهم أن يقلل المسعر من معدل فقدان الحرارة إلى الخارج ، لأن فقدان الحرارة السريع للهواء المحيط سيؤدي إلى تشويه النتائج.
أنواع مختلفة من المسعرات
من السهل أن تجعل من المسعر بسيط نفسك. أنت بحاجة إلى فناجين قهوة من الستايروفوم أو مقياس حرارة أو غطاء. هذا المسعر فنجان القهوة موثوق بشكل مدهش ، وبالتالي هو سمة شائعة في مختبرات الكيمياء الجامعية. تحتوي مختبرات الكيمياء الفيزيائية على أدوات أكثر تطوراً مثل "المسعرات المتفجرة". في هذه الأجهزة ، تكون المواد المتفاعلة في غرفة مغلقة تسمى القنبلة. بعد إشعال شرارة كهربائية ، يساعد التغير في درجة الحرارة في تحديد الحرارة المفقودة أو المكتسبة.
معايرة المسعر
لمعايرة المسعر ، يمكنك استخدام عملية تنقل كمية معروفة من الحرارة مثل قياس درجة حرارة بعض المياه الساخنة والباردة. على سبيل المثال ، يمكنك خلط الماء البارد والساخن في المسعر الخاص بكوب القهوة. بعد ذلك ، يمكنك قياس درجة الحرارة مع مرور الوقت واستخدام الانحدار الخطي لحساب "درجة الحرارة النهائية" للمسعر ومحتوياته. إن طرح الحرارة التي يكتسبها الماء البارد من الحرارة المفقودة بالماء الساخن ينتج عنه الحرارة التي يكتسبها المسعر. تقسيم هذا الرقم على التغير في درجة حرارة المسعر يعطي ثابته المسعر ، والذي يمكنك استخدامه في تجارب أخرى.
حدود المسعرات
لا يوجد مسعر مثالي لأنه يمكن أن يفقد الحرارة المحيطة به. على الرغم من أن أجهزة المسعر بالقنابل في المختبرات تحتوي على عزل لتقليل هذه الخسائر ، إلا أنه من المستحيل إيقاف كل فقدان الحرارة. علاوة على ذلك ، قد لا تكون المواد المتفاعلة في المسعر مختلطة جيدًا ، مما يؤدي إلى تسخين غير متساوي ومصدر خطأ محتمل آخر في قياساتك.
بصرف النظر عن مصادر الخطأ المحتملة ، هناك قيود أخرى تتضمن أنواع ردود الفعل التي يمكنك دراستها. على سبيل المثال ، قد ترغب في معرفة كيفية تحلل مادة TNT للحرارة. هذا النوع من التفاعل سيكون من المستحيل دراسته في مسعر فنجان قهوة ، وربما لا يكون عمليًا في مسعر قنبلة. بدلاً من ذلك ، قد يحدث التفاعل ببطء شديد مثل أكسدة الحديد لتكوين صدأ. سيكون من الصعب للغاية دراسة هذا النوع من التفاعل باستخدام المسعر.