实验3燃烧热的测定精要.docVIP

燃烧热的测定 【目的】 （2）了解氧弹式量热计的原理、构造及使用方法，掌握氧弹式量热计的使用方法，熟悉贝克曼温度计的调节和使用方法。 （3）掌握恒容燃烧热和恒压燃烧热的差异和相互换算，学会用雷诺图解法校正温度改变值。 【实验原理】 cHm。 本实验是在等容的条件下测定的。等压热效应与等容热效应关系为： △cHm=△cUm+△nRT △n是燃烧反应方程式中气体物质的化学计量数, 产物取正值，反应物取负值。燃烧热可在恒容或恒压条件下测定，又热力学第一定律可知，在不做非膨胀功时，△cUm=Qv, △cHm=Qp. 在氧弹式量热计中测定的燃烧热是Qv，则： 在盛有水的容器中放入装有W克样品和氧气的密闭氧弹，使样品完全燃烧，放出的热量引起体系温度的上升。根据能量守恒原理，用温度计测量温度的改变量，由下式求得Qv。 式中，M是样品的摩尔质量（g.mol-1）；C为样品燃烧放热始水和仪器每升高1度所需要的热量，称为水当量(J.K-1)。水当量的求法是用已知燃烧热的物质（本实验用苯甲酸）放在量热计中，测定和T始和T终，即可测得萘的燃烧焓。 环境恒温式量热计属于密闭体系，没有物质的交换只有能量的交换，体系为样品等能燃烧的物质，体系燃烧产生的热量通过氧弹传到环境（水和仪器），使温度升高。做雷诺数校正图求出△T。就可求得样品燃烧热。 本实验由苯甲酸数据求出水当量W Q总热量 = Q样品·（m/M）+Q燃丝·m燃丝=W·ΔT（Q燃丝=-1400.8 J·g-1） 将水当量值代入1）就可求出Q样品，再换算成Qv。 环境式量热器最外层是储满水的外筒，当氧弹中的样品开始燃烧时，内筒与外筒之间有少许热交换，因此不能直接测出初温和最高温度，需要由温度-时间曲线进行确定。 【仪器】氧弹式量热计1套；氧气钢瓶带氧气表；台称1只；电子天平1台0.0001g）。 苯甲酸(A.R)；萘(A.R)；燃烧丝。 【实验步骤】 1. 水当量的测定 （1） 样品压片 在电子台秤上粗称g苯甲酸，在压片机中压成片状在电子天平上准确称重。 氧弹充氧 将氧弹的弹头放在弹头架上，的两端分别紧绕在氧弹头上的两根电极上，把弹头放入弹杯中，拧紧。 充氧时，开始先充约MPa氧气，然后开启出口，赶出氧弹中的空气。再充入1Ma氧气。氧弹放入量热计中，接好点火线。 调节水温 准备一桶自来水，调节水温约低于外筒水温1。用取3000已调温的水注入内筒，水面盖过氧弹。装好搅拌头。 测定水当量 打开搅拌器，当温度明显升高时，说明点火成功温度升至最高点后，再记录10次，停止实验。 停止搅拌，取出氧弹，放出余气，打开氧弹盖，若氧弹中无灰烬，表示燃烧完全，将剩余燃烧丝称重，待处理数据时用。 将内桶的水倒入水盆用于下次的测量，将氧弹洗净擦干。 2. 测量萘的燃烧热 称取0.g～0.g萘，重复上述步骤测定之。 注意事项氧气瓶在开总阀前要检查减压阀是否关好；实验结束后要关上钢瓶总阀，注意排净余气，使指针回零。内筒中加3000mL水后若有气泡逸出，说明氧弹漏气，设法排除。搅拌时不得有摩擦声样品萘时，内筒水要更换且需调温。数据处理原始数据记录：样品重g；燃烧丝重g； 剩余燃烧丝重g；水温g。 样品重g；燃烧丝重g； 剩余燃烧丝重g；水温g。 2. 由实验数据分别求出苯甲酸、萘燃烧前后的t始和t终。3．由苯甲酸数据求出水当量。 Q镍铬丝=1400.8J·g-1；Q棉线=17479J·g-1。 Qp＝-3228.0 kJ/mol 根据基尔霍夫定律： CpH2O（l）＝75.295 J.mol-1.K-1 Cp苯甲酸＝145.2 J.mol-1.K-1 Cp O2＝J.mol-1.K-1 Cp CO2＝J.mol-1.K-1 Cp 萘＝165.3J.mol-1.K-1 对于苯甲酸△Cp＝7×37.129＋3×75.295-145.2-15/2×29.359＝120.3955 J.mol-1.K-1 对于萘 △Cp＝10×37.129＋4×75.295-165.3-12×29.359＝154.9 J.mol-1.K-1 苯甲酸： Qv＝ Qp-ΔnRT＝ C= J/℃ 4．求出萘的燃烧热QV，换算成Qp。QV＝ Qp＝QV＋-ΔnRT 5. 将所测萘的燃烧热值与文献值比较，求出误差，分析误差产生的原因。 相对误差＝ 【实验讨论环境恒温式量热计由雷诺曲线求得ΔT的方法如下图所示。详细步骤如下： 将样品燃烧前后历次观察的水温对时间作图，联成FHIDG折线，图中H相当于开始燃烧之点，D为观察到的最高温度读数点，作相当于HD的1/2）之平行线JI交折线于I过I点作ab垂线，然后将FH线和GD线外延交ab线A、C两点，A点与C点所表示的温度差即为欲求温度的升高ΔT。图中AA′为开始燃烧到