Alla kolhydrater avger ungefär samma mängd värme per gram när de förbränns. Vid en noggrannare analys framgår dock att olika sockerarter har något olika förbränningsentalpier. Genom att mäta ett provs förbränningsentalpi kan du därför avgöra vilken sockerart provet innehåller.
En bombkalorimeter mäter temperaturökningen efter fullständig oxidation av ett bränsle. Med hjälp av en enkel beräkning kan detta sedan omvandlas till bränslets förbränningsentalpi.
Det här behöver du
- 6 volts batteri
- Kopparkalorimeter
- Magnesiumtråd
- Våg
- Stålbomb
- Ståldegel
- Omrörare
- Termometer
Så går du tillväga
Förberedelser
- Väg sockerprovet.
- Väg kalorimetern, bomben och resten av din utrustning.
- Placera provet i degeln.
- Placera degeln över ringen som sitter fast på bombens elektroder.
- Spänn magnesiumtråden mellan elektroderna så att den rör vid provet.
- Skruv fast bombens lock ordentligt.
- Öppna bombens syreventil.
Genomför mätningen
- Häll en känd mängd vatten i kalorimetern.
- Sänk ner bomben i kalorimetern.
- Mät vattnets starttemperatur med termometern.
- Anslut elektroderna till batteriet – sockret kommer nu att antändas.
- Rör om vattnet kontinuerligt medan provet brinner och håll termometern nere i vattnet.
- Notera den högsta temperatur som vattnet når.
Beräkna förbränningsentalpin
- Subtrahera vattnets starttemperatur från dess sluttemperatur. Exempel: Om temperaturen stiger från 25,5 till 35,6 °C blir resultatet 35,6 − 25,5 = 10,1.
- Dividera bombkalorimeterns specifika värmekapacitet med vattnets specifika värme. Exempel: Om kalorimeterns specifika värmekapacitet är 0,42 joule per gram per grad blir beräkningen 0,42 / 4,186 = 0,1.
- Multiplicera svaret från steg 15 med den sammanlagda vikten av kalorimetern, termometern och resten av utrustningen. Exempel: En vikt på 9 000 g ger 0,1 × 9 000 = 900.
- Addera svaret från steg 16 till vattnets massa. Om du använde 3 000 g vatten blir beräkningen 3 000 + 900 = 3 900.
- Multiplicera svaret från steg 17 med svaret från steg 14: 3 900 × 10,1 = 39 390.
- Dividera ditt svar med massan av det bränsle du använde. Om du använde 10 g blir resultatet 39 390 / 10 = 3 939 kalorier per gram.
Tolka resultatet
- Jämför din uppmätta förbränningsentalpi med standardvärden för olika sockerarter. Ett värde på 3,94 kcal per gram ligger mycket nära 3,95 kcal per gram, vilket är sackarosens (vanligt strösockers) förbränningsentalpi. Detta tyder på att provet var sackaros.
Tips: För säkrast och mest exakta resultat bör experimentet utföras under uppsikt och med skyddsglasögon, eftersom förbränningen sker under högt tryck i bomben.
