Alle Kohlenhydrate erzeugen beim Verbrennen pro Gramm ungefähr die gleiche Menge an Wärme. Allerdings offenbart eine genauere Analyse leicht unterschiedliche Verbrennungsenthalpien bei verschiedenen Zuckern. Die Messung der Verbrennungsenthalpie einer Probe ermöglicht es Ihnen, festzustellen, welchen Zucker sie enthält.
Eine Bombenkalorienmesser misst den Temperaturanstieg nach vollständiger Oxidation eines Brennstoffs. Eine einfache Berechnung wandelt dies dann in die Verbrennungsenthalpie dieses Brennstoffs um.
Dinge, die Sie benötigen
- 6-Volt-Batterie
- Kupferkalorienmesser
- Magnesiumdraht
- Waage
- Stahlbombe
- Stahlschmelztiegel
- Rührer
- Thermometer
Anleitung
- Wiegen Sie die Zuckerprobe.
- Wiegen Sie den Kalorienmesser, die Bombe und den Rest Ihrer Apparatur.
- Legen Sie die Probe in den Schmelztiegel.
- Legen Sie den Schmelztiegel über den Ring, der an den Elektroden der Bombe befestigt ist.
- Spannen Sie den Magnesiumdraht zwischen den Elektroden, sodass er die Probe berührt.
- Schrauben Sie den Deckel der Bombe fest zu.
- Öffnen Sie das Sauerstoffventil der Bombe.
- Gießen Sie eine bekannte Masse Wasser in den Kalorienmesser.
- Senken Sie die Bombe in den Kalorienmesser.
- Messen Sie die Wassertemperatur mit dem Thermometer.
- Verbinden Sie die Elektroden mit der Batterie. Der Zucker wird entzündet.
- Rühren Sie das Wasser kontinuierlich um, während die Probe brennt. Lassen Sie das Thermometer im Wasser.
- Notieren Sie die maximale Temperatur, die das Wasser erreicht.
- Ziehen Sie die initiale Wassertemperatur von der Endtemperatur ab. Wenn die Temperatur beispielsweise von 25,5 auf 35,6 Grad Celsius steigt: 35,6 - 25,5 = 10,1.
- Teilen Sie die spezifische Wärmekapazität des Bombenkalorienmessers durch die spezifische Wärme von Wasser. Wenn die spezifische Wärmekapazität des Kalorienmessers beispielsweise 0,42 Joule pro Gramm pro Grad beträgt, hätten Sie: 0,42 / 4,186 = 0,1.
- Multiplizieren Sie die Antwort aus Schritt 15 mit dem Gewicht des Kalorienmessers, des Thermometers und des Restes Ihrer Apparatur. Ein Gewicht von 9.000 g würde ergeben: 0,1 * 9.000 = 900.
- Addieren Sie die Antwort aus Schritt 16 zur Wassermasse. Wenn Sie 3.000 g Wasser verwendet hätten, wäre die Berechnung: 3.000 + 900 = 3.900.
- Multiplizieren Sie die Antwort aus Schritt 17 mit der Antwort aus Schritt 14: 3.900 * 10,1 = 39.390.
- Teilen Sie Ihre Antwort durch die Masse des von Ihnen verwendeten Brennstoffs. Wenn Sie 10 g verwendet hätten, hätten Sie: 39.390 / 10 = 3.939 Kalorien pro Gramm.
- Vergleichen Sie Ihre gemessene Verbrennungsenthalpie mit Standardwerten für verschiedene Zucker. 3,94 kcal pro Gramm entspricht nahezu 3,95 kcal pro Gramm, der Verbrennungsenthalpie von Saccharose. Dies deutet darauf hin, dass die Probe Saccharose war.
