ক্যালোরিমেট্রি: এটি কী অধ্যয়ন করে এবং প্রয়োগ করে - রসায়ন - 2025

ক্যালোরিমিতির একটি কৌশল করে একটি রাসায়নিক বা ভৌত প্রক্রিয়ার সঙ্গে যুক্ত একটি সিস্টেম এর ক্যালোরি বিষয়বস্তু পরিবর্তন নির্ধারণ করে। এটি যখন তাপমাত্রা পরিবর্তনের পরিমাপের উপর ভিত্তি করে তৈরি হয় যখন কোনও সিস্টেম তাপ শোষণ করে বা তাপ নির্গত করে। ক্যালোরিমিটার হ'ল প্রতিক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত সরঞ্জাম যা একটি তাপ এক্সচেঞ্জ জড়িত।

"কফি কাপ" নামে পরিচিত যা এই ধরণের সরঞ্জামের সর্বাধিক সহজ রূপ। এটি ব্যবহার করে, জলজ দ্রবণে ধ্রুবক চাপে সঞ্চালিত প্রতিক্রিয়ার সাথে জড়িত তাপের পরিমাণ পরিমাপ করা হয়। একটি কফির কাপ ক্যালরিমিটারে পলিস্টায়ারিন ধারক থাকে, যা একটি বিকারে স্থাপন করা হয়।

পলিস্টায়ারিন পাত্রে জলটি রাখা হয়, একই উপাদান দিয়ে তৈরি idাকনা দিয়ে সজ্জিত যা এটি তাপের নিরোধকের নির্দিষ্ট ডিগ্রি দেয়। এছাড়াও, ধারকটিতে একটি থার্মোমিটার এবং একটি যান্ত্রিক স্ট্রিলার রয়েছে।

এই ক্যালোরিমিটারটি জলীয় দ্রবণে কোনও প্রতিক্রিয়া সংঘটিত হওয়ার পরে বিক্রিয়াটি এন্ডোথেরমিক বা এক্সোথেরমিক হয় কিনা তার উপর নির্ভর করে শোষিত বা নির্গত পরিমাণের পরিমাণ পরিমাপ করে। অধ্যয়ন করা সিস্টেমটি চুল্লিগুলি এবং পণ্যগুলির সমন্বয়ে তৈরি।

ক্যালরিমেট্রি অধ্যয়ন করে কি?

ক্যালোরিমেট্রি রাসায়নিক বিক্রিয়ার সাথে যুক্ত তাপশক্তির মধ্যে সম্পর্ক এবং কীভাবে এর ভেরিয়েবলগুলি নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয় তা নিয়ে অধ্যয়ন করে। গবেষণা ক্ষেত্রে তাদের প্রয়োগগুলি এই পদ্ধতির সুযোগকে ন্যায়সঙ্গত করে।

ক্যালরিমিটারের ক্যালোরির ক্ষমতা capacity

তাপমাত্রা পরিবর্তনের মাধ্যমে ক্যালোরিমিটার দ্বারা উত্তাপিত তাপের পরিমাণকে ভাগ করে এই ক্ষমতাটি গণনা করা হয়। এই প্রকরণটি একটি এক্সোথেরমিক রিঅ্যাকশনে নির্গত তাপের পণ্য যা সমান:

ক্যালোরিমিটার দ্বারা গৃহীত তাপের পরিমাণ + দ্রবণ দ্বারা শোষিত তাপের পরিমাণ

তাপমাত্রার পরিবর্তনকে পরিমাপ করে একটি পরিচিত পরিমাণ তাপ যুক্ত করে তারতম্যটি নির্ধারণ করা যেতে পারে। ক্যালোরির ক্ষমতার এই সংকল্পের জন্য, বেনজাইক অ্যাসিড সাধারণত ব্যবহৃত হয়, যেহেতু এর জ্বলনের উত্তাপ (3,227 কেজে / মোল) জানা যায়।

বৈদ্যুতিন কারেন্ট ব্যবহার করে তাপ যুক্ত করে ক্যালোরির ক্ষমতাও নির্ধারণ করা যায়।

উদাহরণ

ধাতুর একটি 95 গ্রাম বার 400 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উত্তপ্ত হয়, অবিলম্বে এটি 500 গ্রাম জল দিয়ে ক্যালরিমিটারে নিয়ে যায়, প্রাথমিকভাবে 20º সি তে। সিস্টেমের চূড়ান্ত তাপমাত্রা 24 ডিগ্রি সেলসিয়াস। ধাতুর নির্দিষ্ট তাপ গণনা করুন।

=q = mx ce x Δt

এই অভিব্যক্তিতে:

Δq = লোডের প্রকরণ।

মি = ভর

সিই = নির্দিষ্ট তাপ।

=t = তাপমাত্রার প্রকরণ।

জলের দ্বারা প্রাপ্ত তাপটি ধাতব বার থেকে দেওয়া তাপের সমান।

এই মানটি রূপোর জন্য নির্দিষ্ট তাপের টেবিলে প্রদর্শিত (234 জে / কেজি º সে) এর মতো similar

সুতরাং ক্যালোরিযুক্তির একটি অ্যাপ্লিকেশন হ'ল উপকরণ সনাক্তকরণের জন্য সহযোগিতা।

ক্যালোরিমেট্রিক পাম্প

এটি একটি স্টিলের ধারক নিয়ে গঠিত, যা পাম্প হিসাবে পরিচিত, এই ধারকটিতে ঘটে যাওয়া প্রতিক্রিয়া চলাকালীন উচ্চ চাপগুলির সাথে প্রতিরোধী হয়ে উঠতে পারে; প্রতিক্রিয়া শুরু করতে এই ধারকটি একটি ইগনিশন সার্কিটের সাথে সংযুক্ত।

পাম্পটি পানির সাথে একটি বড় পাত্রে নিমজ্জিত হয়, যার কাজটি প্রতিক্রিয়া চলাকালীন পাম্পে তৈরি হওয়া তাপটি শুষে নেয় যা তাপমাত্রার প্রকরণকে ছোট করে তোলে। জলের পাত্রে একটি থার্মোমিটার এবং একটি যান্ত্রিক স্ট্রিলার দিয়ে সজ্জিত।

শক্তি পরিবর্তনগুলি কার্যত ধ্রুবক ভলিউম এবং তাপমাত্রায় পরিমাপ করা হয়, সুতরাং পাম্পে ঘটে যাওয়া প্রতিক্রিয়ার উপর কোনও কাজ করা হয় না।

=E = কিউ

E হ'ল প্রতিক্রিয়াতে অভ্যন্তরীণ শক্তির বিভিন্নতা এবং এতে উত্পন্ন তাপের কিউ হয়।

ক্যালোরিমিটারের প্রকারগুলি

আইসোথার্মাল টাইটেশন ক্যালরিমিটার (সিটিআই)

ক্যালরিমিটারে দুটি কোষ থাকে: একটিতে নমুনা স্থাপন করা হয় এবং অন্যটিতে রেফারেন্স, জল সাধারণত স্থাপন করা হয়।

তাপমাত্রার পার্থক্য যা কোষগুলির মধ্যে উত্পন্ন হয় - নমুনা কোষে ঘটে যাওয়া প্রতিক্রিয়ার কারণে - একটি প্রতিক্রিয়া সিস্টেম দ্বারা বাতিল করা হয় যা কোষের তাপমাত্রাকে সমান করতে তাপকে ইনজেক্ট করে।

এই ধরণের ক্যালোরিমিটার ম্যাক্রোমোলিকুলস এবং তাদের লিগ্যান্ডগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া অনুসরণ করতে দেয়।

ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং ক্যালোরিমিটার

এই ক্যালোরিমিটারটিতে সিটিআইয়ের মতো দুটি কোষ রয়েছে তবে এটিতে এমন একটি ডিভাইস রয়েছে যা তাপমাত্রা এবং তাপের প্রবাহকে সময়ের সাথে সম্পর্কিত হিসাবে কোনও উপাদানের পরিবর্তনের সাথে যুক্ত নির্ধারণ করতে দেয়।

এই কৌশলটি প্রোটিন এবং নিউক্লিক অ্যাসিডগুলির ভাঁজ, পাশাপাশি তাদের স্থিতিশীলতা সম্পর্কে তথ্য দেয়।

অ্যাপ্লিকেশন

-ক্যালরিমিট্রি রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপে ঘটে এমন তাপ এক্সচেঞ্জ নির্ধারণ করতে অনুমতি দেয়, এইভাবে এর প্রক্রিয়াটির আরও পরিষ্কার বোঝার সুযোগ দেয়।

-কোনও উপাদানের নির্দিষ্ট তাপ নির্ধারণের মাধ্যমে ক্যালোরিট্রি এমন ডেটা সরবরাহ করে যা এটি সনাক্ত করতে সহায়তা করে।

-যেমন একটি বিক্রিয়ায় তাপ পরিবর্তন এবং রিঅ্যাক্ট্যান্টগুলির ঘনত্বের মধ্যে প্রত্যক্ষ আনুপাতিকতা রয়েছে, এটির সাথে মিলিত হয়েছে যে ক্যালোরিমেটরিতে সুস্পষ্ট নমুনার প্রয়োজন হয় না, এই কৌশলটি জটিল ম্যাট্রিক্সে উপস্থিত পদার্থের ঘনত্ব নির্ধারণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

-ক্যামিকাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের ক্ষেত্রে, ক্যালোরিট্রিটি সুরক্ষা প্রক্রিয়াতে, পাশাপাশি অপটিমাইজেশন প্রক্রিয়া, রাসায়নিক বিক্রিয়া এবং অপারেটিং ইউনিটে বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।

আইসোথার্মাল টাইট্রেশন ক্যালরিমিট্রি ব্যবহার করে

- এনজাইম অ্যাকশন মেকানিজম প্রতিষ্ঠার পাশাপাশি এর গতিবিধিতে সহযোগিতা করে। এই কৌশলটি অণুগুলির মধ্যে প্রতিক্রিয়াগুলি পরিমাপ করতে পারে, চিহ্নিতকারীগুলির প্রয়োজন ছাড়াই বাধ্যতামূলক স্নেহ, স্টোচিওমিট্রি, এনথালপি এবং এনট্রপির সমাধান নির্ধারণ করে।

প্রোটিনের সাথে ন্যানো পার্টিকালসের মিথস্ক্রিয়া মূল্যায়ন করে এবং অন্যান্য বিশ্লেষণমূলক পদ্ধতির সাথে একত্রিত করে, প্রোটিনের ধারণামূলক পরিবর্তন রেকর্ড করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম।

এটি খাদ্য এবং ফসলের সংরক্ষণে প্রয়োগ করে।

- খাদ্য সংরক্ষণের হিসাবে, আপনি এর অবনতি এবং শেল্ফ লাইফ (মাইক্রোবায়োলজিকাল ক্রিয়াকলাপ) নির্ধারণ করতে পারেন। আপনি বিভিন্ন খাদ্য সংরক্ষণের পদ্ধতির দক্ষতা তুলনা করতে পারেন এবং আপনি সংরক্ষণাগারগুলির সর্বোত্তম ডোজ, পাশাপাশি প্যাকেজিং নিয়ন্ত্রণের অবক্ষয় নির্ধারণ করতে সক্ষম হন।

-সবজি ফসলের মতো, আপনি বীজের অঙ্কুরোদগম অধ্যয়ন করতে পারেন। জলে এবং অক্সিজেনের উপস্থিতিতে থাকার কারণে তারা এমন তাপ ছেড়ে দেয় যা একটি আইসোথার্মাল ক্যালরিমিটার দিয়ে পরিমাপ করা যায়। বীজের বয়স এবং অনুপযুক্ত স্টোরেজ পরীক্ষা করুন এবং তাপমাত্রা, পিএইচ বা বিভিন্ন রাসায়নিকের পরিবর্তনের অধীনে তাদের বৃদ্ধির হার অধ্যয়ন করুন।

- শেষ পর্যন্ত, এটি মাটির জৈবিক ক্রিয়াকলাপ পরিমাপ করতে পারে। এছাড়াও, এটি রোগগুলি সনাক্ত করতে পারে।

ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং ক্যালোরিমেট্রি এর ব্যবহার

-অথোথার্মাল ক্যালোরিমেট্রি সহ একসাথে, এটি তাদের লিগান্ডগুলি, অ্যালোস্টেরিক মিথস্ক্রিয়া, প্রোটিনগুলির ভাজ এবং তাদের স্থিতিশীলতার প্রক্রিয়াগুলির সাথে প্রোটিনের মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করার অনুমতি দিয়েছে।

-আরৌকিক বন্ধনের ইভেন্টের সময় মুক্তি বা শোষিত হওয়া তাপটি আপনি সরাসরি পরিমাপ করতে পারেন।

-ডিফফেরেন্টিয়াল স্ক্যানিং ক্যালরিমিট্রি হ'ল একটি নমুনায় ঘটে যাওয়া তাপশক্তি গ্রহণের প্রত্যক্ষ স্থাপনের জন্য একটি থার্মোডাইনামিক সরঞ্জাম। এটি প্রোটিনের অণুর স্থায়িত্বের সাথে জড়িত উপাদানগুলি বিশ্লেষণ করা সম্ভব করে তোলে।

এটি নিউক্লিক অ্যাসিড ভাঁজ স্থানান্তর এর তাপবিদ্যুৎবিদ্যা সম্পর্কেও অধ্যয়ন করে। কৌশলটি লিনোলিক অ্যাসিডের অক্সিডেটিভ স্থায়িত্ব নির্ধারণের অনুমতি দেয় এবং অন্যান্য লিপিডের সাথে পৃথক হয়ে যায়।

- প্রযুক্তিটি ফার্মাসিউটিক্যাল ব্যবহারের জন্য ন্যানোসোলিডের পরিমাণ এবং ন্যানোস্ট্রাকচার্ড লিপিড ট্রান্সপোর্টারগুলির তাপীয় বৈশিষ্ট্যে প্রয়োগ করা হয়।

তথ্যসূত্র

1. হুইটেন, কে।, ডেভিস, আর।, পেক, এম এবং স্ট্যানলি, জি কেমিস্ট্রি। (2008)। অষ্টম সংস্করণ কেনেজ শেখার সম্পাদনা।
2. রেহাক, এনএন এবং ইয়ং, ডিএস (1978)। ক্লিনিকাল পরীক্ষাগারে ক্যালোরিস্ট্রি সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন। ক্লিন। কেম। 24 (8): 1414-1419।
3. স্টসেল, এফ (1997)। রাসায়নিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে বিক্রিয়া ক্যালরিমেট্রি প্রয়োগ। জে থার্ম। পায়ুসংক্রান্ত। 49 (3): 1677-1688।
4. ওয়েবার, পিসি এবং সালেম, এফআর (2003)। ওষুধ আবিষ্কার এবং প্রোটিন মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়নের জন্য ক্যালোরিমেট্রিক পদ্ধতির প্রয়োগ। Curr। Opin। Struct। বায়োল। 13 (1): 115-121।
5. গিল, পি।, মোগাদেম, টি। ও রঞ্জবার, বি (২০১০)। ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং ক্যালোরিমেট্রিক কৌশল: জীববিজ্ঞান এবং ন্যানোসায়েন্সে অ্যাপ্লিকেশন। জে বায়োল। টেক। 21 (4): 167-193।
6. ওমানোভিক-মিক্লিকানিন, ই।, ম্যানফিল্ড, আই এবং উইলকিনস, টি। (2017)। প্রোটিন-ন্যানো পার্টিকাল মিথস্ক্রিয়া মূল্যায়নে আইসোথার্মাল টাইট্রেশন ক্যালোরিট্রি প্রয়োগ করে Applications জে থার্ম। পায়ুসংক্রান্ত। 127: 605-613।
7. বায়োসায়েন্স শংসাপত্রের জন্য কমিউনিটি কলেজ কনসোর্টিয়াম। (জুলাই 7, 2014) কফির কাপ ক্যালরিমিটার। । June জুন, 2018 এ পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: commons.wikimedia.org থেকে