T - Konietzko, Markus

Versuch Nr.5: Kalorimetrische Messungen 08./09.11.2004
Armin Melnyk & Oliver Clemens
1.Theorie
1.1.Zum Versuchsaufbau und dem kalorimetrischen Messprinzip
In der Chemie ist es wichtig, die bei Reaktionen frei werdenden Wärmeund
Energiemengen zu kennen. Über die Bestimmung solcher
Wärmeenergien kann auf Bindungsarten und –verhältnisse in den
untersuchten Molekülen geschlossen werden.
Energiemengen lassen sich jedoch nicht direkt messen. Man nutzt daher
Veränderungen in der Umgebung, beispielsweise das Anheben eines
Gewichtes (mechanische Arbeit), oder wie in unserem Fall eine
Temperaturerhöhung/-erniedrigung des Systems aus und rechnet auf die
vom System vollzogene Energieänderung um.
Messapparaturen, mit denen sich Reaktionswärmen bestimmen lassen,
bezeichnet man als Kalorimeter. Für geringe Temperaturdifferenzen
lässt sich die Beziehung zwischen Temperatur- und Wärmeänderung wie
folgt angeben:
Q = C⋅ΔT
Δ T = Temperaturänderung
C = Kalorimeterkons tan te
Q = Re aktionswärme
Es ist also wichtig, vor dem Versuch die Kalorimeterkonstante zu
messen. Diese Bestimmung ist über 3 Wege möglich:
- Addition der Wärmekapazitäten aller Kalorimeterbestandteile
(fehlerbehaftet, da alle Massen und Wärmekapazitäten der
Bestandteile bekannt sein müssen)
- Zuführung einer bekannten Wärmemenge an chemischer Energie
(man lässt eine chemische Reaktion ablaufen, deren
Reaktionswärme bekannt ist und bestimmt über die
Temperaturveränderung die Kalorimeterkonstante
- Zuführung einer bekannten Wärmemenge durch elektrische
Heizung. Diese Art der Eichung wird in unserer
Versuchsanordnung genutzt. Dem Kalorimeter wird dabei über
eine Heizplatine die Wärmemenge Q zugeführt. Kennt man den
Heizwiderstand R, die angelegte Spannung U und die Heizdauer
Δt lässt sich Q über folgende Gleichung berechnen
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