कैलोरीमेट्री क्या अध्ययन और अनुप्रयोग

उष्मामिति यह एक ऐसी तकनीक है जो एक रासायनिक या भौतिक प्रक्रिया से जुड़ी प्रणाली की कैलोरी सामग्री में परिवर्तन को निर्धारित करती है। यह तापमान परिवर्तनों के माप पर आधारित होता है जब एक प्रणाली गर्मी को अवशोषित या उत्सर्जित करती है। कैलोरीमीटर एक उपकरण है जो प्रतिक्रियाओं में उपयोग किया जाता है जिसमें एक हीट एक्सचेंज शामिल होता है.

"कॉफी कप" के रूप में जाना जाता है, इस प्रकार के उपकरण का सबसे सरल रूप है। इसके उपयोग से, जलीय घोल में एक स्थिर दबाव पर की गई प्रतिक्रियाओं में शामिल ऊष्मा की मात्रा को मापा जाता है। एक कप-प्रकार के कॉफी कैलोरीमीटर में पॉलीस्टाइनिन कंटेनर होता है, जिसे बीकर में रखा जाता है.

पानी को पॉलीस्टाइन कंटेनर में रखा जाता है, उसी सामग्री के ढक्कन से सुसज्जित होता है जो इसे एक निश्चित डिग्री का थर्मल इन्सुलेशन देता है। इसके अलावा, कंटेनर में एक थर्मामीटर और एक यांत्रिक स्टिरर है.

यह कैलोरीमीटर गर्मी की मात्रा को मापता है जिसे अवशोषित या उत्सर्जित किया जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि क्या प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक या एक्सोथर्मिक है, जब एक जलीय घोल में प्रतिक्रिया होती है। अध्ययन की जाने वाली प्रणाली में अभिकर्मक और उत्पाद शामिल हैं.

सूची

• 1 वह क्या अध्ययन करता है??
• 2 एक कैलोरीमीटर की कैलोरी क्षमता
  • 2.1 विशिष्ट गर्मी की गणना करने के लिए कैलोरीमीटर के उपयोग का उदाहरण
• 3 कैलोरीमीटर पंप
• 4 कैलोरीमीटर के प्रकार
  • 4.1 इज़ोटेर्माल अनुमापन कैलोरीमीटर (CTI)
  • 4.2 विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमीटर
• 5 आवेदन
  • 5.1 इज़ोटेर्माल अनुमापन कैलोरीमीटर का उपयोग
  • 5.2 विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमीटर का उपयोग
• 6 संदर्भ

वह क्या अध्ययन करता है?

कैलोरीमेट्री एक रासायनिक प्रतिक्रिया से जुड़ी ऊष्मा ऊर्जा के बीच संबंध का अध्ययन करती है और इसका उपयोग उसी के चर को निर्धारित करने के लिए कैसे किया जाता है। अनुसंधान के क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग इन विधियों के दायरे को सही ठहराते हैं.

एक कैलोरीमीटर की कैलोरी क्षमता

इस क्षमता की गणना तापमान में भिन्नता द्वारा कैलोरीमीटर द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा को विभाजित करके की जाती है। यह भिन्नता उष्मा का एक उत्पाद है जो एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया में उत्सर्जित होता है, जो इसके बराबर है:

कैलोरी द्वारा अवशोषित ऊष्मा की मात्रा + घोल द्वारा अवशोषित ऊष्मा की मात्रा

तापमान में परिवर्तन को मापकर गर्मी की ज्ञात मात्रा को जोड़कर भिन्नता निर्धारित की जा सकती है। कैलोरिक क्षमता के इस निर्धारण के लिए बेंजोइक एसिड का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, क्योंकि दहन की गर्मी ज्ञात होती है (3,227 kJ / mol).

आप एक विद्युत प्रवाह के माध्यम से गर्मी जोड़कर कैलोरी क्षमता भी निर्धारित कर सकते हैं.

उदाहरण विशिष्ट गर्मी की गणना करने के लिए कैलोरीमीटर का उपयोग

एक धातु की 95 ग्राम की पट्टी को 400 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तुरंत 500 ग्राम पानी के साथ एक कैलोरीमीटर लिया जाता है, शुरू में 20 डिग्री सेल्सियस पर। प्रणाली का अंतिम तापमान 24ºC है। धातु की विशिष्ट गर्मी की गणना करें.

Xq = m x ce x .t

इस अभिव्यक्ति में:

Variationq = भार भिन्नता.

म = जन.

ce = विशिष्ट गर्मी.

Δt = तापमान भिन्नता.

पानी द्वारा प्राप्त गर्मी धातु पट्टी से निकलने वाली गर्मी के बराबर है.

यह मान उस के समान है जो चांदी के लिए एक विशिष्ट ताप तालिका में दिखाई देता है (234 J / kg )C).

तो, कैलोरीमेट्री के अनुप्रयोगों में से एक सामग्री की पहचान के लिए सहयोग है.

कैलोरीमीटर पंप

इसमें एक स्टील कंटेनर होता है, जिसे पंप के रूप में जाना जाता है, इस कंटेनर में होने वाली प्रतिक्रियाओं के दौरान उत्पन्न होने वाले उच्च दबाव के लिए प्रतिरोधी; यह कंटेनर प्रतिक्रियाओं को शुरू करने के लिए एक इग्निशन सर्किट से जुड़ा हुआ है.

पंप पानी के साथ एक बड़े कंटेनर में डूब जाता है, जिसका कार्य प्रतिक्रियाओं के दौरान पंप में उत्पन्न होने वाली गर्मी को अवशोषित करना है, जिससे तापमान की भिन्नता छोटी होती है। वॉटर कंटेनर एक थर्मामीटर और एक यांत्रिक स्टिरर से सुसज्जित है.

ऊर्जा परिवर्तन व्यावहारिक रूप से निरंतर मात्रा और तापमान पर मापा जाता है, इसलिए पंप में होने वाली प्रतिक्रियाओं पर कोई काम नहीं किया जाता है.

ΔE = q

ΔE अभिक्रिया में आंतरिक ऊर्जा की भिन्नता है और इसमें उत्पन्न ऊष्मा को q करता है.

कैलोरीमीटर के प्रकार

इज़ोटेर्माल अनुमापन कैलोरीमीटर (CTI)

कैलोरीमीटर में दो कोशिकाएं होती हैं: एक में नमूना रखा जाता है और दूसरे में, संदर्भ एक, पानी आमतौर पर रखा जाता है.

कोशिकाओं के बीच उत्पन्न होने वाले तापमान में अंतर - नमूने के सेल में होने वाली प्रतिक्रिया के कारण - एक प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा रद्द किया जाता है जो कोशिकाओं के तापमान को बराबर करने के लिए गर्मी का इंजेक्शन लगाता है.

इस तरह के कैलीमीटर मैक्रोमोलेक्युलस और उनके लिगेंड के बीच बातचीत का पालन करने की अनुमति देता है.

विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमीटर

इस कैलोरीमीटर में दो कोशिकाएं होती हैं, जो CTI के समान होती हैं, लेकिन इसमें एक उपकरण होता है जो तापमान को निर्धारित करने की अनुमति देता है और गर्मी एक समय के कार्य के रूप में सामग्री के परिवर्तन से जुड़ी होती है.

यह तकनीक प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड की तह, साथ ही उनके स्थिरीकरण के बारे में जानकारी देती है.

अनुप्रयोगों

-कैलोरीमेट्री एक रासायनिक प्रतिक्रिया में होने वाली गर्मी के आदान-प्रदान को निर्धारित करने की अनुमति देता है, जिससे इस के तंत्र को अधिक स्पष्ट रूप से समझने की अनुमति मिलती है.

-एक सामग्री की विशिष्ट गर्मी का निर्धारण करके, कैलोरीमीटर डेटा प्रदान करता है जो इसकी पहचान में मदद करता है.

-चूंकि एक प्रतिक्रिया की गर्मी परिवर्तन और अभिकारकों की एकाग्रता के बीच एक प्रत्यक्ष आनुपातिकता है, इस तथ्य के साथ युग्मित है कि कैलोरीमेट्री को स्पष्ट नमूनों की आवश्यकता नहीं होती है, इस तकनीक का उपयोग जटिल मैट्रिक्स में मौजूद पदार्थों की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।.

-रासायनिक इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, कैलोरीमेट्री का उपयोग सुरक्षा प्रक्रिया में किया जाता है, साथ ही साथ अनुकूलन प्रक्रिया के विभिन्न क्षेत्रों में, रासायनिक प्रतिक्रिया और ऑपरेशन यूनिट में.

आइसोथर्मल अनुमापन कैलोरीमीटर का उपयोग

-यह एंजाइमेटिक क्रिया के तंत्र की स्थापना में सहयोग करता है, साथ ही इसके कैनेटीक्स में भी। यह तकनीक अणुओं के बीच प्रतिक्रियाओं को माप सकती है, बाध्यकारी आत्मीयता, स्टोइकोमेट्री, थैलेपी और थ्रॉपी को मार्कर की आवश्यकता के बिना समाधान में निर्धारित करती है।.

-प्रोटीन के साथ नैनोकणों की बातचीत का मूल्यांकन करता है और, अन्य विश्लेषणात्मक तरीकों के साथ संयोजन में, प्रोटीन के परिवर्तनकारी परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है.

-यह खाद्य और फसलों के संरक्षण में अनुप्रयोग है.

-भोजन के संरक्षण के लिए, आप इसकी गिरावट और शेल्फ लाइफ (सूक्ष्मजीवविज्ञानी गतिविधि) निर्धारित कर सकते हैं। आप विभिन्न खाद्य संरक्षण विधियों की दक्षता की तुलना कर सकते हैं, और आप परिरक्षकों की इष्टतम खुराक, साथ ही पैकेजिंग नियंत्रण में गिरावट का निर्धारण करने में सक्षम हैं।.

-सब्जी की फसलों के लिए, आप बीज के अंकुरण का अध्ययन कर सकते हैं। पानी में होने और ऑक्सीजन की उपस्थिति में, वे गर्मी छोड़ते हैं जो एक आइसोथर्मल कैलोरीमीटर से मापा जा सकता है। यह उम्र, बीज के अपर्याप्त भंडारण की जांच करता है और तापमान, पीएच या विभिन्न रसायनों में भिन्नता के साथ सामना करने पर उनकी विकास दर का अध्ययन करता है।.

-अंत में, यह मिट्टी की जैविक गतिविधि को माप सकता है। इसके अलावा, यह बीमारियों का पता लगा सकता है.

विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमीटर का उपयोग

-इज़ोटेर्मल कैलेरीमेट्री के साथ, इसने अपने स्नायुबंधन के साथ प्रोटीन की अंतःक्रियात्मक बातचीत, ऑलस्टेरिक इंटरैक्शन, प्रोटीन की तह और उनके स्थिरीकरण के तंत्र का अध्ययन करने की अनुमति दी है.

-आप सीधे आणविक बंधन घटना के दौरान निकलने वाली गर्मी को माप सकते हैं या अवशोषित कर सकते हैं.

-डिफरेंशियल स्कैनिंग केलोरीमेट्री एक ऊष्मागतिक उपकरण है जो कैलोरिक एनर्जी अपटेक की प्रत्यक्ष स्थापना के लिए एक नमूना है। यह हमें उन कारकों का विश्लेषण करने की अनुमति देता है जो प्रोटीन अणु की स्थिरता में हस्तक्षेप करते हैं.

-उन्होंने यह भी न्यूक्लिक एसिड तह संक्रमण के ऊष्मप्रवैगिकी का अध्ययन करता है। तकनीक लिनोलेइक एसिड के ऑक्सीडेटिव स्थिरता के निर्धारण और अन्य लिपिड को युग्मित करने की अनुमति देती है.

-तकनीक को दवा नैनो-ठोस की मात्रा में और नैनोसंरचना लिपिड ट्रांसपोर्टर्स के थर्मल लक्षण वर्णन में लागू किया जाता है।.

संदर्भ

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