实验讲义燃烧热的测定
实验一 燃烧热的测定

实验一 燃烧热的测定一、实验目的1.用氧弹式量热计测定萘的摩燃烧焓2.明确燃烧焓的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别3.了解氧弹式量热计中主要部分的作用,掌握氧弹式热计的实验技术4.学会雷诺图解法,校正温度改变值二、实验原理燃烧焓是指1mol 物质在等温、等压下与氧化瓜时的焓变。
“完全氧化”的意思是化合物中的元素生成较高级的稳定氧化物,如在碳被氧化成CO 2(气),氢被氧化成H 2O (液),硫被氧化成SO 2(气)等。
燃烧焓是热化学中重要的基本数据,因为许多有机化合物的标准摩尔生成焓都可通过盖斯定律由它的标准摩尔燃烧焓及二氧化碳和水的标准摩尔生成焓求得。
通过烯烧的测定,还可以判断工业用燃料的质量等。
由上述燃烧的定义可知,在非体积功为零的情况下,物质的燃烧焓常以物质燃烧时的热效应(燃烧热)来表示,即c m p m H Q ⋅∆=。
因此,测定物质的燃烧焓实际就是测定物质在等湿、等压下的燃烧热。
量热法是热力学实验的一个基本方法。
测定燃烧热可以在等容条件下,也可以在等压条件进行。
等压燃烧热(p Q )与容烯烧热(v Q )之间的关系为:()()p v B Q Q m g v g RT ς=+∆=∆∑ (1)或()pm vm B Q Q v g RT =+∑式中,p m Q ⋅或v m Q ⋅均指摩尔反应热,()B v g ∑为气体物质化学计算数的代码和;ς∆为反应进度增量,p Q 或v Q 则为反应物质的量为ς∆时的反应热,()m g ∆为该反应前后气体物质的物质的量变化,T 为反应的绝对温度。
1. 搅动棒2. 外筒3. 内筒4. 垫脚5. 氧弹6. 传感器7. 点火按键8. 电源开关 9. 搅拌开关 10. 点火输出负极 11. 点火输出正极12. 搅拌指示灯 13. 电源指示灯 14. 点火指示灯测量热效应的仪器称作量热计,本实验用氧弹式量热计测量燃烧热,图1为氧弹示意图。
测量其原理是能量守恒定律,样品完全燃烧放出的能量使量热计本身及其周围介质(本实验用水)温度升高,测量了介质燃烧前后温度的变化,就可以求算该样品的恒容燃烧热。
实验1燃烧热的测定

实验1燃烧热的测定一、目的要求1.用氧弹热量计测定萘的燃烧热。
2.了解氧弹热量计的原理、构造及使用方法。
二、原理燃烧热是指一摩尔物质完全氧化时的热效应。
所谓完全氧化是指C 变为CO 2(气),H 变为H 2O (液),S 变为SO 2(气),N 变为N 2(气),金属如银等都成为游离状态。
燃烧热的测定是热化学的基本手段,对于一些不能直接测定的化学反应的热效应,通过盖斯定律可以利用燃烧热数据间接未清算出。
测定物质燃烧热的氧弹式热量计是重要的热化学仪器,在热化学、生物化学以及某些工业部门中应用广泛。
由热力学第一定律可知,若燃烧在恒容条件下进行,体系不对外作功,恒容燃烧热等体系的改变,∆U =Q V (1-1)在绝热条件下,将一定量的样品放在充有一定氧气的氧弹中,使其完全燃烧,放出的热量使得体系(反应产物、氧弹及其周围的介质和热量计有关附件等)的温度升高(∆T ),再根据体系的热容(C V ,总),即可计算燃烧反应的热效应,Q V =-C V ∆T (1-2),上式中负号是指体系放出热量,放热时体系的内能降低,而C V 和∆T 均为正值,故加负号表示。
一般燃烧热是指恒压燃烧热Q p ,Q P 值可由Q V 算得:Q P =∆H =∆U +P ∆V =Q V +P ∆V(1-3)若以摩尔为单位,对理想气体:Q P =Q V +∆nRT 这样,由反应前后气态物质摩尔数的变化∆n ,就可算出恒压燃烧热Q P 。
反应热效应的数值与温度有关,燃烧热也不例外,其关系为:P C TH ∆=∂∆∂)( 式中,∆C P 是反应前后的恒压热容差,它是温度的函数。
一般来说,热效应随温度的变化不是很大,在较小的温度范围内,可认为是常数。
由于实验燃烧热测量的条件与标准条件的不同,为求出标准燃烧热,需将求得的实验燃烧热数据进行包括压力、温度等许多影响因素的校正。
在精度要求不高的前提下,可以忽略这些因素的影响。
三、仪器和试剂氧弹热量计1台;氧气钢瓶1个;分析天平一台;压片机一台;容量瓶(1L )一个;锥形瓶一个;碱式滴定管(50mL )一支。
实验一 燃烧热的测定

实验一燃烧热的测定一、实验目的1.明确燃烧热的定义,了解QV与Qp的差别。
2.通过萘的燃烧热的测量,了解氧弹式量热计中主要部件的作用,掌握量热计的使用技术。
3.学会雷诺图解法。
二、实验原理燃烧热:1mol物质完全燃烧时所放出的热量。
恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(QV),QV=ΔU。
恒压条件下测得的燃烧热为恒压燃烧热(Qp),Qp=ΔH。
若把参加反应的气体和生成的气体作为理想气体处理,则存在如下关系式:Qp=QV+ΔnRT。
Δn为反应产物中气体物质的总摩尔数与反应物中气体物质总摩尔数之差;R为气体常数;T为反应前后绝对温度。
本实验采用氧氮式量热计测量萘的燃烧热。
氧弹是一具特制的不锈钢容器,如图4-1所示。
为保证样品在其中迅速而完全地燃烧,需要用过量的强氧化剂,通常氧弹中充以氧气作为氧化剂。
实验时氧弹是旋转在装有一定量水的不锈钢桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是恒定的水夹套,如图4-2所示。
样品和点火丝在氧弹中燃烧所放出的热大部分被不锈钢桶中的水所吸收,其余部分为氧弹、水桶、搅拌器、感温探头等吸收。
在热量计没有热量交换的情况下,可以写出以下平衡关系“丝丝样Q m Q m T C v if +=∆(1)ifC :量热计的热容,包括氧弹、量热计、水的热容。
1-⋅g JT ∆:准确温差。
K样m :样品的质量。
gvQ :所求样品的恒容燃烧热。
1-⋅g J丝m :燃烧掉的点火丝的质量。
g丝Q :点火丝的燃烧热。
1-⋅g J已知:实验所用点火丝丝Q =-41001-⋅g J要测量样品的v Q ,必须先知道热量计的ifC ,测定的方法就是在一定温度下,用已知燃烧热的标准物质(苯甲酸-26477=v Q 1-⋅g J ),在相同条件下进行实验,测量其温差,代入(1)式后,计算出热量计的ifC 。
关于真实温差的求算:氧弹量热计不可能是严格绝热的。
在燃烧后升温阶段,系统和环境间难免要发生热交换,因而温度计读得的温差并非真实温差。
物理化学实验报告讲义燃烧热实验

等。量热测量可以在等容条件下进行(如燃烧热),也可以在等压条件下进行(如中和热、
蒸发热、融化热等)。燃烧热一般在氧弹量热计中进行测量。许多稳定态单质在氧中的氧
各项数据后,点击操作,选择“计算水当量”,点击文件,保存数据,不要退出,点击
窗口,选择“待测物曲线图”。 3、萘的燃烧热的测定 用水冲洗氧弹及坩埚,倒掉内筒的水,并用纱布擦干。粗称萘 0.5-0.8 g,压片后,精
称质量,同苯甲酸一样装氧弹,重复以上操作测量萘的燃烧热,计算时点击操作,选择 “燃烧热计算”,其它与水当量计算相同,打印图表。
热系统温度升高(T)。实验测得温度升高,再根据量热计的水当量 K,就可以计算燃烧
反应的摩尔反应热 QV,m。即 QV,m = K•Δ T
Байду номын сангаас
(3-2)
量热计的水当量用已知燃烧热的标准物质(如基准试剂苯甲酸)来标定。若量热系统与
环境(外筒及其中的水)无热交换,可用下式计算水当量:
K
=
Q V ,1
m 1
+Q V ,2
图 3-1 量热计构造简图
1.外筒;2.内筒;3.氧弹;4.内筒搅 拌器;5.外筒温度计;6.控制箱; 7.外筒搅拌器;8.内筒贝克曼温度 计;9.温度温差仪
图 3-2 氧弹构造简图
1.弹体;2.坩埚;3.点火丝;4、5. 电极;6.弹盖;7.进/排气孔
1、首先打开控制箱和计算机电源的开关,双击计算机桌面上的“燃烧热 1.0”就可 以进入“燃烧热测定实验数据采集系统”。
4、实验结束后,把内桶的水再倒回容量瓶中,把内桶和氧弹擦干,仪器恢复原样。
物理化学——燃烧热的测定

物理化学——燃烧热的测定
燃烧热是指在恒定压力下,一种物质完全燃烧产生的热量。
它是刻画燃烧反应放热程度的重要物理量之一。
测定燃烧热的常用方法之一是通过燃烧热计测量。
燃烧热计是一种用于测定物质燃烧热的仪器,主要由燃烧炉、水箱、温度计和稳压阀等组成。
具体测量步骤如下:
1.准备好实验所需的装置和物质,并将实验室环境条件调整至稳定状态,例如室温和大气压力等。
2.将待测物质与适量的氧气或空气混合,使其在燃烧炉中完全燃烧。
在燃烧过程中,燃烧炉中的温度升高,燃烧热转化为热量。
3.燃烧产生的热量通过传导和对流的方式传递给水箱,使水箱中的水温升高。
4.测量水箱中水的温度变化,并记录其与时间的关系。
根据水的温度变化,可以计算出燃烧产生的热量。
5.根据测量结果,可以通过一些相关公式或计算方法,计算出待测物质的燃烧热。
除了燃烧热计方法外,也可以使用其他测定方法,例如弹性圈热量计、绝对热量计等,都可以测定物质的燃烧热。
燃烧热的测定对于研究物质的燃烧特性、热力学性质以及能量转化等方面具有重要意义。
它在化学工程、燃料研究、环境保护等领域有着广泛的应用。
物化实验——燃烧热的测定

燃烧热的测定1 引言 1.1实验目的1. 熟悉弹式量热计的原理、构造及使用方法。
2. 明确恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。
3. 掌握温差测量的实验原理和技术。
4. 学会用雷诺图解法校正温度改变值。
1.2实验原理在指定温度及一定压力下,1mol 物质完全燃烧时的定压反应热,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧热,记作△c H m 。
通常,完全燃烧是指C →CO 2(g ),H 2→H 2O (l ),S →SO 2(g ),而N 、卤素、银等元素变为游离状态。
由于在上述条件下△H =Q p ,因此△c H m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p 。
在实际测量中,燃烧反应在恒容条件下进行(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Q v (即燃烧反应的△c U m )。
若反应系统中的气体均为理想气体,根据热力学推导,Q p 和Q v 的关系为p V Q Q nRT =+∆ (1) 式中:T ——反应温度,K ;△n ——反应前后产物与反应物中气体的物质的量之差; R ——摩尔气体常数。
通过实验测得Q v 值,根据上式就可计算出Q p ,即燃烧热的值。
测量热效应的仪器称作量热计。
量热计的种类很多。
一般测量燃烧热用弹式量热计。
本实验所用量热计和氧弹结构如图2-2-1和图2-2-2所示。
实验过程中外水套保持恒温,内水桶与外水套之间以空气隔热。
同时,还对内水桶的外表面进行了电抛光。
这样,内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成一个绝热体系。
弹式量热计的基本原理是能量守恒定律。
样品完全燃烧所释放的能量使得氧弹本身及周围的介质和量热计有关附件的温度升高。
测量介质在燃烧前后的变化值,就可求算该样品的恒容燃烧热。
V V V rmQ K T Q m Q m M ••=•∆--棉线棉线点火丝点火丝 (2) 式中:m ——为待测物的质量,kg ;r M ——为待测物的摩尔质量,k g ·mol -1;K ——仪器常数,k J ·℃-1 ;T ∆——样品燃烧前后量热计温度的变化值;V Q 棉线,V Q 点火丝——分别为棉线和点火丝的恒容燃烧热(-16736和-3243k J ·kg )m 棉线,m 点火丝——分别为棉线和点火丝的质量,kg ;先燃烧已知燃烧热的物质(如苯甲酸),标定仪器常数K ,再燃烧未知物质,便可由上式计算出未知物的恒容摩尔燃烧热,再根据(1)式计算出摩尔燃烧热。
物理化学实验燃烧热的测定

物理化学实验燃烧热的测定燃烧热是指物质在恒定压力下完全燃烧时释放或吸收的热量。
测定物质的燃烧热对于研究物质的性质、燃烧过程以及能量转化等方面有着重要的意义。
本文将介绍物理化学实验中燃烧热的测定方法及实验操作步骤。
一、实验原理物质的燃烧热可以通过燃烧反应的焓变来确定。
焓变是指在恒定压力下,反应过程中系统的热量变化。
燃烧反应通常可写为:物质A + O2 →产物其中A为被燃烧的物质,O2为氧气。
在完全燃烧状态下,反应中物质A测绝对燃烧热ΔH0为反应放出的能量。
ΔH0 = Q = mCpΔTΔH0为燃烧热,Q为吸热或放热量,m为物质A的质量,Cp为物质的定压比热容,ΔT为温度变化。
因此,测定物质的燃烧热可以通过测量温度的变化来获得。
通常使用强酸作为火焰初始温度的参比剂,并且将物质A置于绝热杯中,然后点燃A,利用燃烧释放的能量将水加热,并通过温度变化来计算燃烧热。
二、实验操作步骤1.实验器材准备:绝热容器、温度计、天平、火焰点火器、水槽等。
2.实验器材清洗:将使用的器材仔细清洗,确保没有残留物影响实验结果。
3.实验设备调整:调整绝热容器的蓄热性能,使其能够尽可能阻止热量的流失。
4.实验样品准备:将待测物质A称取适量,并记录其质量m1。
5.温度计校准:将温度计置于标准温度环境中,校准它的读数准确性。
6.绝热环境建立:将绝热容器放入水槽中,并检查是否存在漏气现象。
7.水槽温度调节:调节水槽内的水温至近似于室温。
8.实验数据记录:将待测物质A点燃,同时记录绝热容器的初始温度。
9.燃烧反应进行:将点燃的物质A以尽量均匀的速率燃烧,观察温度变化情况,直到温度基本稳定。
10.温度数据记录:记录绝热容器中水的温度随时间的变化情况。
11.数据处理:将温度数据绘制成曲线图,计算出最终温度变化ΔT。
12.计算燃烧热:根据实验原理,计算物质A的燃烧热ΔH0。
三、实验注意事项1.实验器材应干净整洁,以免影响实验结果。
2.实验样品应准确称量,以确保实验的准确性。
燃烧热测定,实验报告(精选5篇)

燃烧热测定,实验报告(精选5篇)第一篇:燃烧热测定,实验报告20XX 报告汇编 Compilation of reports报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档燃烧热的测定一、实验目的λ使用氧弹式量热计测定固体有机物质(萘)的恒容燃烧热,并由此求算其摩尔燃烧热。
λ了解氧弹式量热计的结构及各部分作用,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λ掌握恒容燃烧热和恒压燃烧热的差异和相互换算二、实验原理焓摩尔燃烧焓∆∆cHm 恒容燃烧热 QV ∆∆rHm = Qp∆∆rUm = QV 对于单位燃烧反应,气相视为理想气体∆∆cHm = QV +∑∑νν BRT =QV +△ n(g)RT 氧弹中放热(样品、点火丝)=吸热(水水、氧弹、量热计、温度计)待测物质QV -摩尔恒容燃烧热Mx -摩尔质量εε-点火丝热值bx -所耗点火丝质量 q -助燃棉线热值cx -所耗棉线质量 K -氧弹量热计常数∆∆Tx -体系温度改变值xV x x xxWQ(x)+ εb +qc = KΔTM报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档三、仪器及设备标准物质:苯甲酸待测物质:萘氧弹式量热计-恒热夹套2弹-氧弹 3 -量器热容器 4片-绝热垫片 5 -隔热盖盖板-马达 7,10 -搅拌器 8 -伯克曼温度计 9 -读数放大镜 11 -振动器12 -温度计报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档四、实验步骤 1.量热计常数 K 的测定(1)苯甲酸约 1.0g,压片,中部系一已知质量棉线,称取洁净坩埚放量置样片前后质量 W1 和和 W2(2)把盛有苯甲酸片的坩埚放于氧弹内的坩埚架上,连接好点火丝和助燃棉线(3)盖好氧弹,与减压阀相连,充气到弹内压力为1.2MPa 为止(4)把氧弹放入量热容器中,加入 3000ml 水(5)调节贝克曼温度计,水银球应在氧弹高度约 1/2 处(6)接好电路,计时开关指向“1 分”,点火开关到向“ 振动”,开启电约源。
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实验一燃烧热的测定一、目的要求1.掌握氧弹式量热计的原理、构造及使用方法;2.了解微机氧弹式量热计系统对燃烧热测定的应用。
二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质等温、等压下与氧完全燃烧时的焓变,是热化学中重要的基本数据。
本实验采用的氧弹式量热计是一种恒温夹套式量热计,在热化学、生物化学以及工业部门中用得很多。
它测定的是恒容燃烧热。
对于有固定化学组成的纯化学试剂:(1)固体样品如奈、硫;(2)液体样品如乙醇、环己烷,可以准确写出它们的化学反应方程式,通过下列关系式求出常用的恒压燃烧热,最终得到它们的反应焓变ΔC H m。
=+ B(g)RT (1-1)对于化学组成不固定的物质,有化学组分相同,但化学组成不一样,例如甘蔗由于压榨的工艺不同,虽然都是甘蔗渣,但它们的含水量、糖分等可能不同;有的化学组成也不同,例如不同号的柴油,由于提炼分馏时的温度不同,不但它们的化学成分不同,化学组成也不同,对这类物质只能测定恒容燃烧热,并且只能在具体的物质间进行比较,反过来研究工艺等类的问题,这类燃烧热的结果,在实践中经常用到,也是一种研究工作的方法之一。
测量燃烧热的原理是能量守恒定律,一定量待测物质在氧弹中完全燃烧,放出的热量使量热计本身及氧弹周围介质(本实验用水)温度升高,测量介质燃烧前后温度的变化值ΔT,就可以算出样品的恒容燃烧热Qv—(m/M)=(VρC水+C卡)ΔT-l (1-2)式中:m是样品的质量(g),M是待测物质的分子量,是待测物质的恒容摩尔燃烧热(J/mol),V是测定时倒入内桶中水的体积(mL),ρ是水的密度,C水是水的热容, l是点火铁丝实际消耗长度(其燃烧值为cm),C卡是量热计的热容,表示量热计本身温度每升高一度所需吸收的热量,可用已知燃烧热的标准物质来标定。
如苯甲酸,它的恒容燃烧热Q v=-26460J/g。
本实验的关键是首先样品必须完全燃烧,所以氧弹中须充高压氧气。
其次必须使燃烧尽可能在接近绝热的条件下进行。
但是系统与周围环境发生热交换仍无法完全避免,因此燃烧前后温度的变化值不能直接测量准确,必须经过雷诺作图法校正。
方法如下:图1-1雷诺校正图图1-2雷诺校正图称适量待测物质,使燃烧后量热计的水温升高-度,预先调节水温低于环境约度。
将燃烧前后历次观察的水温对时间作图,联成FHDG线,见图1-1。
图中H点相当于开始燃烧之点,D点为观察到的最高的温度读数点,J为外套温度读数点,经过J点作平行线JI交折线于I点,过I点作垂直线,与FH线和DG线的延长线交于A、C两点,则A点与C点所表示的温差即为所求温度的升高值。
图中AA’表示由于环境辐射和搅拌引进的热量而造成量热计温度的升高,必须扣除之,CC’表示由于量热计向环境辐射出热量而造成量热计温度的降低,因此须添加上。
经过这样校正后A、C两点的温差较客观地表示了由于样品燃烧使量热计温度升高的数值。
有时量热计的绝热情况良好,热漏小,而搅拌器功率较大,往往不断引进少量热量,使燃烧后的最高点不出现(图1-2),这种情况下仍然可以按照同法校正之。
三、仪器装置及药品6 14254321 图1-4 氧弹的构造1进出气口2电极图1-3 氧弹式量热计3坩埚1外桶 2内桶 3氧弹 4搅拌器 4铁丝5传感器 6控制器氧弹式量热计一台,精密温度温差仪一台,压片机一台,充氧器一台,铁丝,无水乙醇,苯甲酸。
四、实验步骤1. 准备氧弹。
把氧弹的弹头放在弹头架上,然后将一段约10 cm长的铁丝两端固定在弹头中两根电极上,注意铁丝不能与坩锅壁相碰。
用移液管取1mL乙醇放入坩埚中,保证铁丝能与乙醇接触。
把弹头放入氧弹套筒内,拧紧弹盖。
将氧弹置于充氧器底座上,使其进气口对准充氧器的出气口,按下充氧器手柄。
打开氧气瓶阀门,顺时针旋(即打开)减压阀,使表压达10 kg/cm2以上,充氧120秒后逆时针旋(既关闭)减压阀,拉起充氧器手柄,然后将氧弹放入量热计内桶中,注意不要与搅拌器相碰。
2. 准备内桶水温。
打开精密温度温差仪电源,将传感器插入外桶中读取外桶水温值。
接着将传感器插入含自来水3500 mL的塑料大量杯中,用冰块降温,令其低于外桶水温约~度左右(最佳℃)。
用容量瓶准确取3000 mL已调节好的自来水注入内桶。
将氧弹放入内桶,水淹没氧弹。
将电极插头插在氧弹两电极上,盖上量热计盖子,将传感器插入内桶水中,打开量热计电源,开启搅拌开关,进行搅拌。
3. 采零锁定。
待水温基本稳定后,将温差仪“采零”并“锁定”,此时内桶作为温度的零点,然后将传感器放入外桶中,当温差数据基本稳定后,读取温差值,即为外桶水温值t (℃)(虽然是温差值,但内桶为温度零点,故亦称外桶温度),再将传感器插入内桶水中。
*注意:此后温度都指温差仪上温差的数值。
4. 记录数据。
①当传感器自外桶放入内桶后,等待温度仪上显示温差部分的数值不再往下降,而是开始往上升时,记录该温差值。
之后每隔30s采集一次温差数据,持续5分钟。
②按“点火”按钮(在①完成之前不可触动点火按钮),可多次重按。
若点火成功,可观察到温差很快上升。
③按了点火按钮后,每隔15s采集一次温差数据,再持续采集数据20分钟,然后停止记录数据。
5. 停止实验。
关闭量热计电源,将传感器放入外桶,取出氧弹,用放气阀放出氧弹内的余气,旋开氧弹盖查看。
倒掉内桶中的水并擦干待下次用。
实验中若需要测量量热计的水当量,即(VρC水+C卡),可以用已知恒容燃烧热的苯甲酸为样品,按上述实验步骤进行测量。
苯甲酸等固体样品,用台秤称约克苯甲酸,在压片机中压成片状(不能压太紧),将此样品在电子天平上准确称量。
将样品放置于坩埚中铁丝上,保证两者接触。
把弹头放入氧弹套筒内,拧紧弹盖。
重复实验步骤1~4,在获取了△T后,可以通过公式(1-2)计算(VρC水+C卡)。
五、数据记录与处理1.记录数据。
外桶水温:℃表2.按图1-1的方式作温度-时间图,并计算出温差值△T。
3.根据式(1-2)计算样品的恒容燃烧热。
4.根据式(1-1)计算样品的恒压燃烧热并与文献值比较。
六.思考题1.内桶中加入的水,为什么要准确量取其体积2.用氧弹量热计测定燃烧热的装置中哪些是系统,哪些是环境系统和环境之间通过哪些可能的途径进行热交换七、学生设计实验参考1. 不同产地煤燃烧值的比较分析;2. 不同号的燃油燃烧值的分析比较;3. 不同含水量的乳化柴油燃烧值的比较;4. 可任意自选其它系统进行测量和研究。
实验二液体饱和蒸汽压的测定一、目的要求1. 明确液体饱和蒸汽压的定义及气液平衡的概念,了解纯液体饱和蒸汽压与温度的关系—克劳修斯—克拉贝龙方式。
2. 用纯液体饱和蒸汽压测定装置测定不同温度乙醇的饱和蒸汽压,并求其平均摩尔气化热和正常沸点。
3. 熟悉和掌握气压计的使用方法。
二、原理在一定的温度下,纯液体与其气相达成平衡时的压力,称为该温度下液体的饱和蒸汽压。
饱和蒸汽压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方式来表示。
2ln RT H dT P d mV ∆= (2-1)ΔV H m 为在温度T 时的纯液体的摩尔气化热;R 为气体常数;T 为绝对温度。
在一定的温度变化范围内,ΔH v 可视为常数,可当作平均摩尔气化热。
将(2-1)式积分得:'ln C RTH P mV +∆-=或lg 2.303V m H P C C R AT T-∆=+=+ (2-2)C 为积分常数。
由式(2-2)可知,lgP 与1/T 是直线关系,直线的斜率:A=-ΔV H m /,因此可求出ΔvHm 。
测定饱和蒸汽压的方法主要有以下三种:(1) 饱和蒸汽压法 在一定的温度和压力下,把干燥气体缓慢地通过被测液体,使气流为该液体的蒸汽所饱和。
然后可用某物质将气流吸收,知道了一定体积的气流中蒸汽的重量,便可计算蒸汽的分压,这个分压就是该温度下被测液体的饱和蒸汽压。
此法一般适用于蒸汽压比较小的液体。
(2) 静态法 在某一温度下,直接测量饱和蒸汽压,此法适用于蒸汽压比较大的液体。
(3) 动态法 在不同外界压力下测定液体的沸点。
本实验用静态测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压。
所用的仪器是纯液体蒸汽压测定装置,见图2-1,4是平衡管,由A 和U 形管B 、C 组成。
平衡管上焊接一冷凝管5,以橡皮管用12与压力计相连,压力计与减压系统相连接。
A 内装待测液体,当A 球的液体面上纯粹是待测液体的蒸汽,而B 管与C 管的液体面处于同一水平时,则表示B 管液体面上的蒸汽压(即A 球面上的蒸汽压)与加在C 管液面上的外压相等。
此时,体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。
用当时的大气压减去压力计的压力,即为该温度下液体的饱和蒸汽压。
当外压是1大气压时的温度,叫做液体的正常沸点。
三、仪器和药品纯液体蒸汽压测定装置一套;抽气泵(公用);DP-A 精密数字气压计;无水乙醇(A·R)四、实验步骤图2-1 液体饱和蒸气压测定装置图1. 系统漏气检查打开连通大气的“平衡阀1”,开启压力计并按“采零”、单位为“kPa”,打开真空泵,关闭连通大气的平衡阀1,连通抽气阀和平衡阀2,抽气,使系统减压。
此时压力计的显示压力的数值随系统减压程度的加大而增加。
当压力计显示压力为- 50~-60kPa时,关闭平衡阀2和抽气阀,如果在1分钟内,压力计显示压力基本不变。
则表明系统不漏气;若有明显变化,则说明漏气,应仔细检查各接口处直至不漏气为止。
2. 不同温度下乙醇的饱和蒸汽压的测定打开恒温水浴的搅拌、加热开关。
打开恒温控制器开关,设定“回差”为,将智能恒温控制器设定到50℃,接通冷却水。
当恒温水浴达到设定温度后,打开抽气阀和平衡阀2,使系统减压至压力计读数约为-75kPa,关闭抽气阀和平衡阀2。
同时有气泡自平衡管C管逸出,气泡逸出的速度以一个一个地逸出为宜,不能成串成串地逸出,当气泡逸出速度太快时可微打开平衡阀1,缓缓放入空气调节。
保持如此沸腾状态约2 min。
然后打开连通大气的平衡1mmHg = 1mmHg × / 760 mmHg = kPa阀1(切不可太快,以免空气倒灌入球。
如果发生空气倒灌,则打开平衡阀2抽气),当C 管与B管中两液面趋于水平时,将平衡阀1 关闭,读取压力计读数。
自50℃起液体温度每升高5℃测定一次,共测5个点。
在升温过程中,应注意调节使气泡逸出的速度以一个一个地逸出为宜。
(饱和蒸汽压 = 大气压—︱压力计读数︱)实验完毕,打开平衡阀1使系统恢复至大气压。
关闭冷却水。
五、数据处理和结果被测液:室温:℃ 大气压:数据记录温度压力计读数乙醇饱和蒸汽压t/0C T/K 1/T P lgP(1)由上表格数据绘出蒸汽压P对温度T之曲线(P-T图)。
(2)绘出lgP-1/T之直线图,求出此直线斜率,由斜率算出乙醇在此温度间隔中的平均摩尔气化热ΔV H m和乙醇的正常沸点。