试验二燃烧热焓的测定.PDFVIP

实验二 燃烧热（焓）的测定 一 实验目的 1. 掌握弹式量热计测定萘的燃烧热； 2. 了解弹式量热计的原理和构造，掌握它的使用方法； 3. 学习用雷诺图解法校正温度改变值。 二 实验原理 物质的燃烧热是指 1mol物质在恒温下完全燃烧时的热效应。在恒容条件下所测得的燃 烧热称为恒容燃烧热（QV ）。若把参加反应的气体视为理想气体，则恒容燃烧热（QV ）与 恒压热效应（QP ）的关系为： QP QV +RT ∑νB （2 －1） B 测量热效应的仪器称为热量计（卡计）。热量计的种类很多，本实验是使用恒温微机量 热计来测定萘（C 10H 8 ）的燃烧热（量热计的使用说明详见本实验的附录），所测得的燃烧 热是恒容燃烧热（QV ）。 测量的基本原理是能量守恒定律。一定量的待测样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的 热量使热量计的温度升高，通过测定燃烧前后此温度的变化值，可以求算该样品的燃烧热 QV 。其计算式如下： m ⋅Q K ⋅∆T −Q ⋅m （2 －2 ） V 点火丝 点火丝 式中 m － 待测物质的质量（g ）； m － 点火丝的质量（g ）； 点火丝 QV － 待测物质的燃烧热（J ·g-1 ）； Q点火丝 － 点火丝的燃烧热。本实验使用的是镍铬丝，其Q点火丝 ＝ 3240 J ·g-1； ∆T － 样品燃烧前后热量计温度的变化值； K － 热量计常数，它是热量计（包括其中的水）升高一度时所吸收的热量。通常用已 知燃烧热的物质标定热量计常数。一般采用高纯度的苯甲酸作为标准物质，恒容 燃烧热QV ＝26460 J ·g-1 。 当已知热量计常数K 之后，即可利用上式通过实验测定其它物质的燃烧热。 燃烧过程中温度随时间变化的曲线可以在微机中显示出来，如图2-1 中的曲线abcd 所 示。其中ab 段表示实验前期，b 点相当于开始燃烧之点；bc 段相当于反应期；cd 段则为后 期。 由于热量计与周围环境有热量交换，热漏的现象还是无法完全避免的，所以曲线ab 和 cd 常常发生倾斜，在量热实验中所测量的温度变化值∆T 实际上是必须经过雷诺作图法加以 校正。 其校正的方法如下：取b 点所对应的温度T ，取c点所对应的温度T ，其平均温度（T 1 2 1 ＋T2 ）/2 为T，经过T点作横坐标的平行线TO与曲线abcd相交于O点，然后通过O点作垂线 AB ，垂线与ab线和cd线的延长线分别相交于E、F两点，则E、F两点所表示的温差即为所求 的温度变化值 。图中EE’表示由于环境辐射进来的热量所造成的温度升高，这部分是应 ∆T 当扣除的；而FF’表示热量计向环境辐射出热量所造成的温度降低，这部分是应当加入的。 经过上述温度的校正所得的温度差EF表示了由于样品燃烧使热量计温度升高的数值。 如果燃烧前热量计的水温稍低或热量计绝热性能较好，则反应后期的温度并不降，在这 种情况下的∆T 仍然按着上述方法进行校正（如图2-2 所示）。 图2-1 绝热较差时温度校正图 图2-2 绝热较好时温度校正图 三 实验仪器和试剂 恒温式微机热量计 1 台 压片机 1 台 微机 1 台 万用电表 1 个 打印机 1 台 量筒（1000ml）1 个 充氧机 1 台 点火丝（AR ） 氧气瓶及减压阀 1 个 苯甲酸（AR ） 四 实验步骤