燃烧焓的测定-2006030027.docVIP

燃烧焓的测定 吴大维 2006030027 生64 同组实验者：王若蛟 实验日期：2008年3月7日 提交报告日期：2008年3月21日 助教：卢晋 1 引言 1.1 实验目的 使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 了解量热计的原理和构造，掌握其使用方法。 掌握热敏电阻测温的实验技术。 1.2 实验原理 当产物的温度与反应物的温度相同，在反应过程中只做体积功而不做其它功时，化学反应吸收或放出的热量，称为此过程的热效应，通常亦称为“反应热”。热化学中定义:在指定温度和压力下，一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔCHm。通常，C、H等元素的燃烧产物分别为CO2(g)、H2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Qp，因此ΔCHm也就是该物质燃烧反应的等压热效应Qp。 在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行)，这样直接测得的是反应的恒容热效应QV（即燃烧反应的摩尔燃烧内能变ΔCUm）。若反应系统中的气体物质均可视为理想气体，根据热力学推导，ΔCHm和ΔCUm的关系为: （1） 式中，T为反应温度(K);ΔCHm为摩尔燃烧焓(J·mol-1);ΔCUm为摩尔燃烧内能变(J·mol-1)；vB(g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数。产物取正值，反应物取负值。通过实验测得QV值，根据上式就可计算出Qp，即燃烧焓的值ΔCHm。 测量热效应的仪器称作量热计，量热计的种类很多，本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定∞?T 由于U与记录仪的记录曲线峰高?h成正比，故 ?T=a?h （2） 式中a为比例常数。设系统（包括所有内水桶中的物质）的热容C为常数，则当某样品连同辅助物质棉线、金属丝燃烧后，下式成立： （3） 式中：--------物质B的摩尔燃烧内能变，J·mol-1 ---------物质B的质量 ，kg ---------物质B的摩尔质量 ，kg·mol-1 C-----------系统热容，也称能当量或水当量 J·K-1 K-----------仪器常数，J·mm-1 ---------记录仪记录曲线峰高， mm 先燃烧已知燃烧焓的物质（如苯甲酸），标定仪器常数K，再燃烧未知物质，便可由上式计算出摩尔燃烧内能变。 2 实验操作 2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图 实验仪器： GR3500型弹式量热计1套； 热敏电阻1支（约2kΩ）； 大学化学实验计算机接口； 温度计1支； 2000ml，1000ml容量瓶各1个； 3000ml装水盆1个； 镊子1把。 压片机、镍丝、棉线、万用表、台秤、分析天平、剪刀、尺子、氧气瓶功用。 实验药品： 分析纯的苯甲酸和萘。 2.2 实验条件 实验温度：19.5℃ 2.3 实验操作步骤及方法要点 2.3.1 样品准备 在台秤上称量约0.8g苯甲酸，在压片机上压成片状，取出药片并轻轻去掉黏附在药品上的粉末，用棉线绕在药片上，将镍丝穿入棉线后在分析天平上准确称量。将苯甲酸片上的镍丝紧拴在氧弹的两根电极上。用万用表检查是否通路，旋紧弹盖。通入1.0MPa的氧气。充气后再检查是否通路与漏气，然后将氧弹放入内水桶内。 2.3.2 仪器准备 接好线路，先将热敏电阻放入外水套，后将热敏电阻放入水盆中，调节水温，使内外大约相差0.6度。准确称取水3000ml倒入内桶中，盖好桶盖。打开量热仪电源，开动搅拌器，接下导通实验开关。 2.3.3 燃烧 当基线走成直线后接下点火开关，若在半分钟之内迅速移动表示点火成功。关掉点火开关，待升温结束后走出直线后停止记录仪。停止搅拌，取出热敏电阻放入外水套中，此时记录笔所指位置为内外水套温度相等处。用电脑软件进行数据处理。切断量热仪热源，取出氧弹，放出燃烧废气。旋开弹盖，检查样品是否燃烧完全，若有黑色物质，实验失败。若燃烧完全，将剩余鎳丝取下称量，倒出内水桶水，将氧弹洗净、擦干。 2.3.4 测量未知样品 记录外水套温度。在台秤上面称取约0.6g萘，重复以上操作。 2.3.5 实验结束 整理仪器，用计算机拟合数据线并求出萘的燃烧焓，实验结束。 2.3.6 实验注意事项 1．称取样品不可过量，否则会升温过高，记录信号超出量程。 2．氧弹充气后一定要检查确信其不漏气，而且要再次检查两电极间是否通路。 3．将氧弹放入量热仪前，一定要先检查点火控制键是否位于“关”的位置。点火结束后，即将其关掉。 4．氧弹充气操作过程中，人应站在侧面，以免意外情况下弹盖或阀门向上冲出发生危险。 3 结果与讨论 3.1 原始实验