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量熱計

來源:杭州科博儀器有限公司   2018年11月02日 09:29  

熱計,或稱熱量計、卡計,是一種用于測量進行熱量測定的實驗設備,可以用于測量化學反應、物理變化過程的熱量變化,或測定材料的熱容。常見的是差示掃描量熱計、恒溫微卡計、滴定量熱計及加速量熱儀等。簡單的熱量計是在燃燒室上面放一個金屬容器,其中裝有水及一支溫度計。

若要量測物質A和物質B反應時,每摩爾的焓變化,可以將物質放到量熱計中,記錄其反應前的初溫及反應后的末溫,將物質質量乘以溫度差及其比熱,即可算出所吸收的熱量,再除以摩爾數即為反應中的焓變化。此方法主要用在學校教授量熱法時示范用,此方法沒有考慮容器散失的熱,以及溫度計及容器本身的熱容。

熱量計是用于對象量熱法,或測量的熱的過程中的化學反應或物理變化,以及熱容量。差示掃描量熱儀,等溫微量熱儀,滴定量熱儀和加速量熱儀是常見的類型之一。一個簡單的量熱計就是由一個溫度計組成,該溫度計安裝在一個懸浮在燃燒室上方的充滿水的金屬容器中。它是熱力學,化學和生物化學研究中使用的測量裝置之一。

為了找出兩種物質A和B之間反應中每摩爾物質A 的焓變,將這些物質加入到量熱計中,記錄初始和終溫度(反應開始之前和結束之后)。將溫度變化乘以物質的質量和比熱容給出反應過程中釋放或吸收的能量的值。將能量變化除以A有多少摩爾A給出了其反應的焓變。 [1]

差示掃描

在差示掃描量熱儀(DSC)中,通常將包含在小鋁囊或“鍋”中的樣品中的熱量流量差異地進行測量,即將其與流入空的參考鍋中的流量進行比較。

在熱通量 DSC中,兩個平底鍋坐在已知(校準的)耐熱性K的材料的小塊上。量熱儀的溫度隨時間線性增加(掃描),即加熱速率dT/dt =β保持不變。這次線性需要良好的設計和良好的(電腦化)溫度控制。當然,控制冷卻和等溫實驗也是可能的。

熱量通過傳導流入兩個平底鍋。由于其熱容量 Cp,熱量進入樣品的流量較大。流量差dq/dt引起板坯兩端的小溫差ΔT。這個溫度差是使用熱電偶測量的。原則上可以從這個信號確定熱容量。

 

等溫滴定

在等溫滴定熱量計中,使用反應熱來進行滴定實驗。這允許確定反應的中點(化學計量)(N)以及其焓(ΔH),熵(ΔS)并且主要考慮結合親和力(Ka)

該技術尤其在生物化學領域具有重要意義,因為它有助于確定底物與酶的結合。該技術通常用于制藥行業以表征潛在的候選藥物。 

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