Costruisci un Calorimetro Fai-da-Te: Semplice Esperimento Scientifico

Misurare l'energia delle reazioni chimiche

Ti sei mai chiesto quanta energia serve per rompere cristalli o scaldare una tazza di caffè? Gli scienziati usano i calorimetri per determinare il calore ceduto o assorbito da una reazione chimica. È moderatamente facile costruire un calorimetro base con oggetti domestici, ma la calibrazione richiede passaggi extra.

Materiale necessario

• 3 bicchieri di polistirolo per caffè
• Coperchio di plastica con beccuccio richiudibile
• Penna o altro strumento per forare
• Agitatore (bastoncino)
• Acqua
• Misurino metrico
• Termometro con scala Celsius
• Reagenti

Istruzioni: assemblaggio e calibrazione

1. Fora due buchi nel coperchio: uno per il termometro, uno per l'agitatore.
2. Misura e registra una massa fissa di acqua fredda (es. 25 g) in un bicchiere. (A temperatura e pressione standard, 1 mL = 1 g). Impila il bicchiere con acqua fredda su un altro bicchiere: il contenitore a due bicchieri è il calorimetro.
3. Inserisci il termometro nell'acqua fredda. Scrivi la temperatura.
4. Misura e registra la stessa massa di acqua calda (25 g nell'esempio) nell'altro bicchiere. Inserisci il termometro. Scrivi la temperatura.
5. Versa l'acqua calda in quella fredda. Chiudi il coperchio sul bicchiere con l'acqua mista. Inserisci l'agitatore e mescola. Inserisci il termometro. Leggi e registra la temperatura dell'acqua mista.
6. Sottrai la temperatura iniziale dell'acqua calda da quella finale dell'acqua mista: variazione temperatura acqua calda.
7. Sottrai la temperatura iniziale dell'acqua fredda da quella finale dell'acqua mista: variazione temperatura acqua fredda.
8. Calcola la variazione di calore nell'acqua calda: Q(h) = m(h) × t(h) × 4,184 (dove m(h)=massa in g, t(h)=variazione °C, 4,184=calore specifico acqua).
9. Calcola la variazione di calore nell'acqua fredda: Q(c) = m(c) × t(c) × 4,184.
10. Poiché la variazione di calore di un sistema deve sommarsi a 0: 0 = Q(calorimetro) + Q(h) + Q(c) → determina Q(calorimetro).
11. Usa Q(calorimetro) = capacità termica(calorimetro) × t(calorimetro) per trovare la capacità termica. t(calorimetro) = variazione temperatura acqua fredda.
12. Ora che conosci la capacità termica, puoi usarla per calibrare misurazioni di variazione di calore in altre equazioni, es. calore di soluzione di un sale.