基本物理量与物化参数的测定

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物理化学实验中的误差问题

物理化学实验中的误差问题

物理化学实验中的误差问题1、物理量的测量一切物理量的测量,从测量的方式来讲,可分为直接测量和间接测量两类:测量结果可用实验数据直接表示的测量称为“直接测量”,如用米尺测量长度、停表记时间、压力表测气压、电桥测电阻、天平称质量等;若测量的结果不能直接得到,而是利用某些公式对直接测量量进行运算后才能得到所需结果的测量方法称为“间接测量”,测量结果称为“间接测量量”,例如某温度范围内水的平均摩尔气化热是通过测量水在不同温度下的饱和蒸气压,再利用Clausius—Clapeyron 方程求得;又如,用粘度法测聚合物的分子量,是先用毛细管粘度计测出纯溶剂和聚合物溶液的流出时间,然后利用作图法和公式计算求得分子量,这些都是间接测量。

物理化学实验大多数测量属于间接测量。

不论是直接测量还是间接测量,都必须使用一定的物理仪器和实验手段,间接测量还必须运用某些理论公式进行数学处理,然而由于科学水平的限制,实验者使用的仪器,实验手段、理论及公式不可能百分百的完善,因此测量值与真实值间往往有一定的差值,这一差值称为测量误差。

为此必须研究误差的来源,使误差减少到最低程度。

2、测量中的误差(1)系统误差在相同条件下,多次测量同一物理量时,往往出现被测结果总是朝一个方向偏,即所测的数据不是全部偏大就是全部偏小。

而当条件改变时,这种误差又按一定的规律变化,这类误差称为“系统误差”。

系统误差的主要来源有:①实验所根据的理论或采用的方法不够完善,或采用了近似的计算方式。

②所使用的仪器构造有缺点,如天平两臂不等,仪器示数刻度不够准确。

③所使用的样品纯度不够高,例如在“难溶盐溶解度测定”实验中,由于样品中含有少量的可溶性杂质,而使侧得的难溶盐的溶解度数值偏高。

④实验时所控制的条件不合格,如控制恒温时,恒温槽的温度一直偏高或一直偏低等。

⑤实验者感官不够灵敏或者某些固有的习惯使读数有误差,如眼睛对颜色变化觉察不够灵敏、记录某一信号时总是滞后等。

物理实验中的测量技巧学习如何准确测量物理量

物理实验中的测量技巧学习如何准确测量物理量

物理实验中的测量技巧学习如何准确测量物理量物理实验中的测量技巧:学习如何准确测量物理量在物理实验中,准确测量物理量是一个基本且关键的任务。

正确的测量结果不仅需要仪器的精确度和灵敏度,还需要实验人员具备一定的测量技巧和方法。

本文将介绍几种常见的物理实验中的测量技巧,帮助读者掌握准确测量物理量的方法。

一、准备工作在进行物理实验之前,我们需要进行一些准备工作,以确保测量的准确性。

首先,要保证测量仪器的精度和灵敏度符合实验要求,仪器的零位要进行调零。

其次,要准确记录实验条件,包括温度、湿度等环境因素,以及实验时的仪器仪表示数。

这些准备工作都是为了保证测量的可靠性和准确性。

二、长度测量技巧在物理实验中,长度是一个常见的物理量。

为了准确测量长度,我们可以使用尺子、游标卡尺等测量工具。

在测量时,要保证测量工具与待测长度垂直,并尽量减小视觉上的误差。

同时,在读取示数时,要注意视线与示数相平行,以避免视觉偏差的影响。

在多次测量的情况下,可以取多次测量值的平均数,提高测量结果的准确性。

三、时间测量技巧时间是物理实验中另一个常见的物理量。

在时间测量中,我们可以使用计时器、秒表等工具。

为了准确测量时间,要保证测量开始和结束的时刻清晰明确,并且尽量减小反应时间的误差。

与长度测量类似,多次测量并取平均数可以提高测量结果的准确性。

此外,在测量时间时,要避免人为的主观因素干扰,保持专注和稳定的状态。

四、质量测量技巧质量是物理实验中另一个重要的物理量。

在质量测量中,我们可以使用天平等测量工具。

在测量时,要保证待测物体与天平保持稳定的接触,并摆正位置。

在读取质量值时,要用眼平视示数,避免视觉偏差的影响。

同样,多次测量取平均值也是提高测量结果准确性的有效方法。

五、温度测量技巧温度是物理实验中一个常常需要测量的物理量。

在温度测量中,我们可以使用温度计等测量工具。

为了准确测量温度,要保证温度计与待测物体接触良好,并且读数时避免视觉角度的影响。

基础物化实验报告总结(3篇)

基础物化实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景基础物理化学实验是高等教育中一门重要的实践性课程,旨在通过实验操作,使学生掌握物理化学的基本理论、实验技能和方法,培养科学思维和实验能力。

本次实验报告总结将针对我所进行的“基础物化实验”课程中的几个典型实验进行总结和分析。

二、实验内容1. 比重测量实验实验目的:通过测量不同物质的比重,掌握比重测量的原理和方法。

实验原理:根据阿基米德原理,物体在液体中所受的浮力等于物体排开的液体重量,从而可以计算出物体的比重。

实验步骤:(1)准备实验器材:比重瓶、天平、待测物质、液体等;(2)将待测物质放入比重瓶中,加入液体,使比重瓶内液体体积达到一定要求;(3)用天平称量比重瓶和液体的总质量;(4)将比重瓶中的物质和液体倒入漏斗,用滤纸过滤,得到纯净物质;(5)将纯净物质放入另一个比重瓶中,重复步骤(2)至(4);(6)计算物质的比重。

2. 热量测量实验实验目的:通过测量反应放出的热量,掌握热量测量的原理和方法。

实验原理:根据热力学第一定律,反应放出的热量等于系统内能的增加。

实验步骤:(1)准备实验器材:量热器、温度计、反应物、搅拌器等;(2)将反应物放入量热器中,加入适量水;(3)打开搅拌器,使反应物充分混合;(4)记录反应开始前和反应过程中的温度变化;(5)计算反应放出的热量。

3. 溶解度实验实验目的:通过测量溶质在不同温度下的溶解度,掌握溶解度测量的原理和方法。

实验原理:根据溶解度积原理,溶质在溶剂中的溶解度与温度有关。

实验步骤:(1)准备实验器材:溶解度瓶、温度计、溶剂、溶质等;(2)将溶质加入溶解度瓶中,加入适量溶剂;(3)逐渐升高温度,观察溶质溶解情况;(4)记录不同温度下的溶解度;(5)分析溶解度随温度变化的关系。

三、实验结果与分析1. 比重测量实验结果:实验结果显示,待测物质的比重与理论值基本一致,说明实验方法正确,操作规范。

2. 热量测量实验结果:实验结果显示,反应放出的热量与理论计算值相符,说明实验操作正确,数据处理准确。

物质的物理参数测定技术

物质的物理参数测定技术
一、 液体物质的沸点
大家知道,液体的饱和蒸汽压随温度的升高而增大,当增大到与外界压力相等时,液体产生沸腾现象,此时的温度成为该液体物质的沸点。
通常把液体在标准大气压(101325Pa)下的沸点定义为该液体物质的正常沸点。通常简称为沸点。沸点是液体物质的特性参数。在一定压力下,纯液体具有固定的沸点,此时蒸气与液体处于平衡状态,组成不变。但当液体不纯时,则沸点有一个温度稳定范围,称为沸程。
h ---- 测量温度计露茎部分的水银柱高度(以温度计的刻度数值表示);
CV ---- 沸点随气压的变化率,℃/hPa,可由附录13查出;
P0 ---- 0℃时的气压,hPa;
pt ---- 室温时的气压,hPa;
△p1 ---- 由室温时之气压换算至0℃时气压之校正值,hPa,可由附录13查出;
t = t1 + △t2 + △t3 + △tp
△t3 = 0.00016h(t1 - t4)
△tp = CV(1013.25 - P0)
p0 = pt - △p1 + △p2
t ---- 准确沸点值,℃;
3. 物质的物理参数测定技术
导言:物质的物理常数是物质的特性参数。如:沸点、熔点、凝固点、密度、粘度、折射率、电导率和旋光度等,它们都是物质的特征物理量,通过测定这些物理量,可以鉴定物质的种类、纯度、分析混合物的组成以及研究物质的其他相关性质等。因此,物理参数的测定在化学实验和生产实际中具有重要意义。在这一章里我们向大家介绍物质的物理参数测定技术。
2、实验用品
三颈烧瓶(500mL)
试管
开口橡皮塞
测量温度计(100℃,分度值0.1℃;100℃、200℃,分度值1℃)

物理实验的基础知识

物理实验的基础知识

物理实验的基础知识物理实验是科学研究中重要的一环,通过实验可以验证理论、探索未知现象,并为进一步研究提供基础数据。

为了进行有效的物理实验,研究者需要掌握一些基础知识和技巧。

本文将介绍物理实验的基础知识,帮助读者提高实验设计和操作的能力。

一、基本物理量和测量方法物理实验的基础是对基本物理量的准确测量。

常见的基本物理量包括长度、时间、质量、电流、温度等。

实验中,我们需要选择合适的测量方法来获得准确的测量结果。

1. 长度的测量长度的测量可以使用尺子、游标卡尺、卷尺等工具。

在进行长度测量时,应确保测量装置与被测量物体接触良好,避免测量误差。

2. 时间的测量时间的测量可以使用时钟、秒表等工具。

在进行时间测量时,应注意启动和停止的准确时机,避免人为误差。

3. 质量的测量质量的测量可以使用天平、电子秤等工具。

在进行质量测量时,应排除外界干扰,确保被测物体稳定且垂直于天平。

4. 电流的测量电流的测量可以使用电流表、万用表等工具。

在进行电流测量时,应注意正确连接电路,并选择合适的量程和测量方法。

5. 温度的测量温度的测量可以使用温度计、热电偶等工具。

在进行温度测量时,应确保温度计与被测物体接触良好,并注意测量位置的选择。

二、误差与数据处理在物理实验中,由于各种原因,测量结果往往与真实值存在差异,这种差异被称为误差。

误差可以分为系统误差和随机误差。

1. 系统误差系统误差是由于仪器、环境等方面的影响而产生的常规偏差。

要减小系统误差,应选用准确度高的仪器,注意环境条件的控制。

2. 随机误差随机误差是由于测量过程中的偶然因素而引起的不确定性。

要减小随机误差,可以多次测量取平均值,并注意提高实验技巧和操作规范性。

对于实验数据的处理,常用的方法包括平均值、标准偏差、相关系数等。

通过统计学方法,可以客观地评估实验结果的可靠程度。

三、实验仪器和装置物理实验需要使用各种仪器和装置来实现实验目的。

根据具体实验内容的不同,所需仪器和装置也有所区别。

物理性质实验报告

物理性质实验报告

一、实验目的本次实验旨在了解物理性质的基本概念和测量方法,掌握常见物理量的测量原理和实验操作步骤,培养学生的实验技能和数据分析能力。

二、实验原理物理性质是指物质在不改变其化学成分的情况下所表现出的性质。

常见的物理性质包括密度、比热容、热膨胀系数、折射率、导电性、导热性等。

本实验主要测量物质的密度和比热容。

1. 密度测量原理:密度是指单位体积物质的质量,用符号ρ表示,单位为g/cm³。

密度的测量方法有直接测量法和间接测量法。

本实验采用间接测量法,即利用比重瓶法测量物质的密度。

2. 比热容测量原理:比热容是指单位质量物质温度升高1℃所吸收的热量,用符号c表示,单位为J/(g·℃)。

比热容的测量方法有直接测量法和间接测量法。

本实验采用间接测量法,即利用量热器测量物质的比热容。

三、实验仪器与材料1. 仪器:比重瓶、天平、量热器、温度计、秒表、烧杯、蒸馏水、待测物质等。

2. 材料:待测物质可以是金属、塑料、木材等。

四、实验步骤1. 密度测量:(1)用天平称量空比重瓶的质量m₁;(2)将待测物质放入比重瓶中,用天平称量比重瓶和待测物质的总质量m₂;(3)将比重瓶中的待测物质倒入烧杯中,用蒸馏水冲洗比重瓶,并用天平称量比重瓶和蒸馏水的总质量m₃;(4)根据公式ρ = (m₂ - m₁) / (m₃ - m₁)计算待测物质的密度。

2. 比热容测量:(1)将量热器放入烧杯中,加入一定量的蒸馏水,用温度计测量水的初始温度t₁;(2)将待测物质放入量热器中,用温度计测量待测物质的初始温度t₂;(3)将量热器中的待测物质倒入烧杯中,用秒表计时,每隔一定时间测量水的温度t₃;(4)根据公式c = (Q / m) / (Δt)计算待测物质的比热容,其中Q为待测物质释放的热量,m为待测物质的质量,Δt为待测物质的温度变化。

五、实验结果与分析1. 密度测量结果:待测物质的密度ρ = 2.5 g/cm³。

物理实验技术中的生物物理参数测量技巧与方法

物理实验技术中的生物物理参数测量技巧与方法

物理实验技术中的生物物理参数测量技巧与方法引言:生物物理是生物学和物理学的交叉学科,它以物理学的方法和原理来研究生物系统的结构和功能。

在物理实验中,测量生物物理参数是非常重要的一部分,它为我们理解生命的本质和生物体的行为提供了关键的信息。

本文将介绍一些物理实验技术中常用的生物物理参数测量技巧与方法。

一、光学参数测量技巧与方法光学是物理实验中常用的测量技术之一。

在生物物理研究中,我们经常需要测量生物体的吸收、散射和透射等光学参数。

1. 吸收测量技巧:吸收是指介质对光能的吸收能力。

一种常用的吸收测量技巧是通过光谱分析来确定生物体吸收光的特征。

比如,我们可以使用分光光度计来测量生物样本在不同波长下的吸收率,从而获得其吸收光谱。

2. 散射测量技巧:散射是指光线遇到颗粒物时发生的方向改变现象。

在生物物理实验中,我们经常需要测量生物体散射光的强度和方向。

一种常用的散射测量技巧是通过激光粒度仪来确定生物样本的颗粒物大小和分布。

3. 透射测量技巧:透射是指光线穿过物体并保持其方向和强度的过程。

在生物物理研究中,我们经常需要测量生物体透射光的强度和透射率。

一种常用的透射测量技巧是通过光电二极管检测透射光的强度,从而获得生物样本的透射率。

二、电学参数测量技巧与方法电学是物理实验中另一种常用的测量技术。

在生物物理研究中,我们经常需要测量生物体的电学参数,如电势、电流和电容等。

1. 电势测量技巧:电势是指电荷在电场中所具有的能量。

在生物物理实验中,我们可以使用电极和电压计来测量生物体的电势。

比如,我们可以通过电极插入生物体内部来测量其电势分布,从而获得生物体电势特征。

2. 电流测量技巧:电流是指电荷在单位时间内通过导体的数量。

在生物物理实验中,我们经常需要测量生物体的电流。

一种常用的电流测量技巧是通过电极和电流计来测量生物体的电流大小和方向。

3. 电容测量技巧:电容是指电荷存储的能力。

在生物物理研究中,我们经常需要测量生物体的电容。

物理小实验教学设计——学习基本物理量的测量方法

物理小实验教学设计——学习基本物理量的测量方法

物理小实验教学设计——学习基本物理量的测量方法引言大家好!今天我们来一起探讨一下物理小实验教学设计,特别是关于学习基本物理量的测量方法的设计。

物理实验是物理学学习中不可或缺的一部分,通过实际操作和测量,我们可以更深入地了解物理现象和原理。

而掌握基本物理量的测量方法,对我们在学习物理的过程中起着重要的作用。

为什么要学习基本物理量的测量方法?在学习物理过程中,掌握基本物理量的测量方法是非常重要的。

首先,物理量是物理学研究的基础。

只有准确测量物理量,才能在实验中获取准确的数据,进而进行科学分析和结论。

其次,物理量的测量方法也是我们在实际生活中进行科学实验和观测的基础。

从测量身高到测量时间,我们都需要运用基本物理量的测量方法。

因此,学习基本物理量的测量方法,不仅对我们的学习有帮助,也对我们的日常生活有指导作用。

如何设计物理小实验教学?设计物理小实验教学,可以从以下几个方面考虑:1. 选取合适的实验内容首先,需要选取与学习目标相关且适合学生年级的实验内容。

对于学习基本物理量的测量方法,可以考虑一些简单且有趣的实验,例如:测量小球落地时间、测量小球滚动的加速度等。

2. 准备实验器材和材料在设计物理小实验之前,需要提前准备好实验所需的器材和材料。

这包括测量工具(如尺子、千分尺、秒表等),实验器材(如斜面、小球等),以及实验所需的其他材料。

确保每位学生都有充分的实验器材和材料可以使用。

3. 引导学生进行实验操作设计完实验内容和准备好实验器材后,需要引导学生进行实验操作。

首先,给学生提供清晰的实验原理和步骤,确保学生理解实验的目的和方法。

然后,指导学生进行实验操作,例如如何使用测量工具进行测量、如何准确记录实验数据等。

4. 分析实验数据和总结结论在学生进行实验操作后,需要对实验数据进行分析和总结结论。

引导学生使用所学的物理知识进行数据处理和分析,并从实验结果中总结出结论。

通过这一步骤,可以帮助学生加深对基本物理量的测量方法的理解,并培养学生的科学思维能力。

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6.基本物理量与物化参数的测定−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−实验88 化学反应焓变的测定实验概述化学反应通常是在等压条件下进行的,此时化学反应的热效应叫做等压热效应Q p。

在化学热力学中,则是用反应体系焓H的变化量△H来表示的,简称为焓变。

为了有一个比较的统一标准,通常规定100kPa为标准态压力,记为p 。

把体系中各固体、液体物质处于p 下的纯物质,气体则在p 下表现出理想气体性质的纯气体状态称为热力学标准态。

在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准焓变,用△r H 表示,下标“r”表示一般的化学反应,上标“ ”表示标准状态。

在实际工作中,许多重要的数据都是在298.15 K下测定的,通常用298.15 K下的化学反应的焓变,记为△r H (298.15K)。

本实验是测定固体物质锌粉和硫酸铜溶液中的铜离子发生置换反应的化学反应焓变:Zn(s) + CuSO4(aq)═ZnSO4(aq)+ Cu(s)△r H m (298.15K)=- 217 kJ⋅mol-1这个热化学方程式是表示:在标准状态、298.15 K时,发生了一个单位的反应,即1 mol的Zn与1 mol的CuSO4发生置换反应生成1 mol的ZnSO4和1 mol的Cu,此时的化学反应的焓变△r H m (298.15K)称为298.15 K时的标准摩尔焓变。

其单位为kJ⋅mol-1。

测定化学反应热效应的仪器称为量热计。

对于一般溶液反应的摩尔焓变。

可用图8.1.1所示的“保温杯式”量热计来测定。

图8.8.1 简易量热计示意图在实验中,若忽略量热计的热容,则可根据已知溶液的比热容、溶液的密度、浓度、实验中所取溶液的体积和反应过程中(反应前和反应后)溶液的温度变化,求得上述化学反应的摩尔焓变。

其计算公式如下:100011})15.273{(⋅⋅⋅⋅⋅∆-=+∆n V c T K t H m r ρ(kJ ⋅mol -1) 式中:∆r H m —在实验温度为(273.15+t) K 时的化学反应摩尔焓变(kJ ⋅mol -1),∆T —反应前后溶液温度的变化(K),c —CuSO 4溶液的比热容(J ⋅g -1⋅K -1),ρ—CuSO 4溶液的密度(g ⋅L -1),V —CuSO 4溶液的体积(mL),n —CuSO 4溶液中CuSO 4的物质的量(mol)。

实验目的1. 了解化学反应焓变的测定原理,学会焓变的测定方法。

2. 熟练掌握精密温度计的正确使用。

实验器材1.仪器:台天平,量热器,精密温度计(-5~+50 o C ,0.1 o C 刻度),移液管(50 mL),洗耳球,移液管架,磁力搅拌器,称量纸。

2.试剂: 0.2000 mol ⋅L -1 CuSO 4溶液[1], Zn 粉(AR)。

实验方法用台天平称取3.5 g Zn 粉。

用50mL 移液管准确移取200.00 mL 0.2000 mol ⋅L -1 CuSO 4溶液,注入洗净、擦干的量热计中,盖紧盖子,在盖子中央插有一支0.1︒C 刻度的精密温度计。

双手扶正,握稳量热计的外壳,不断摇动或旋转搅拌子(转速一般为200~300 r ⋅min -1),每隔0.5 min 记录一次温度数值,直至量热计内CuSO 4溶液与量热计温度达到平衡且温度计指示的数值保持不变为止(一般约需3 min)。

开启量热计的盖子,迅速向CuSO 4溶液中加入3.5 g Zn 粉,立即盖紧量热计盖子,不断摇动量热计或旋转搅拌子,同时每隔0.5 min 记录一次温度数值,一直到温度上升至最高位置,仍继续进行测定直到温度下降或不变后,再测定记录3 min ,测定方可终止。

倾出量热计中反应后的溶液时,若用磁力搅拌器,小心不要将所用的搅拌子丢失。

数据的记录与处理1.反应时间与温度的变化(每0.5 min 记录一次)室温t /o CCuSO 4溶液的浓度c (CuSO 4)/mol ⋅L -1CuSO 4溶液的密度ρ(CuSO 4)/g ⋅L -1 反应进行的时间t/min温度计指示值t/0C温度T/(273.15+t)KCuSO 4溶液的比热容c =4.18 J ⋅g -1⋅K -12.作图求△TN NNOH OH由于量热计并非严格绝热,在实验时间内,量热计不可避免地会与环境发生少量热交换。

采用作图外推的方法(见图88.2),可适当地消除这一影响。

3.实验误差的计算及误差产生原因的分析。

图88.2 反应时间、温度变化的关系[注释][1] 0.2000 mol ⋅L -1CuSO 4溶液的配制与标定:(1)取比所需量稍多的分析纯级CuSO 4⋅5H 2O 晶体于一干净的研钵中研细后,倒入称量瓶或蒸发皿中,再放入电热恒温干燥箱中,在低于60︒C 下烘1~2 h ,取出,冷至室温,放入干燥器中备用。

(2)在分析天平上准确称取研细、烘干的CuSO 4⋅5H 2O 晶体49.936 g 于一只250 mL 的烧杯中,加入约150 mL 的去离子水,用玻棒搅动使其完全溶解,再将该溶液倾入1000 mL 容量瓶中,用去离子水将玻棒及烧杯漂洗2-3次,洗涤液全部注入容量瓶中,最后用去离子水稀释到刻度,摇匀。

(3)取该CuSO 4溶液25.00 mL 于250 mL 锥形瓶中,将pH 调到5.0,加入10 mL NH 3⋅H 2O-NH 4Cl 缓冲溶液,加入8~10滴PAR 指示剂(*),4~5滴次甲基兰指示剂,摇匀,立即用EDTA 标准溶液滴定到溶液由紫红色转为黄绿色时为止。

* PAR 指示剂,化学名称为4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚,结构式为: 思考题1. 为什么本实验所用的CuSO 4溶液的浓度和体积必须准确,而实验中所用的Zn 粉则用台天平称量? 2. 在计算化学反应焓变时,温度变化△T 的数值,为什么不采用反应前(CuSO 4溶液与Zn 粉混合前)的平衡温度值与反应后(CuSO 4溶液与Zn 粉混合)的最高温度值之差,而必须采用t-T 曲线上由外推法得到的△T 值?3. 本实验中对所用的量热器、温度计有什么要求?是否允许有残留的洗液或水在反应器内?为什么?实验89量热法测定萘的燃烧热实验概述量热法是热化学测量的一个基本实验方法。

在通常的实验条件下(恒容或恒压),可以测得恒容过程热效应V Q (即U ∆)或恒压过程热效应P Q (即H ∆)。

如果把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体,那么根据热力学第一定律,它们之间存在如下关系:()()p v B B Q Q RT v g H U PV ⎧=+⎪⎨⎪∆=∆+∆⎩∑ (89.1) ()B v g 为反应方程中各气体物质的化学计量数,对于产物取正值,反应物取负值;R 为气体常数,T 为反应进行时的热力学温度。

热化学中定义:一摩尔物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。

通常,C 、H 等元素的燃烧产物分别为CO 2 (g)、H 2O (l)等。

“完全氧化”的含义必须明确。

譬如,碳(C )氧化成一氧化碳(CO )不能认为完全氧化,必须氧化成二氧化碳(CO 2)才认为完全氧化。

通过燃烧热的测定,可以求算化合物的生成热、键能,判别工业用燃料的质量等。

热量计的种类很多,本实验采用的氧弹热量计是一种环境恒温式热量计,它可以测定物质的恒容燃烧热。

在铁丝的引燃下,样品被点燃后进行燃烧,放出的热量使氧弹及其周围的介质(水、测温器件、搅拌器等)温度升高;通过测量介质在燃烧前后温度的变化值,就可以求得该样品的恒容燃烧热。

根据能量守恒定律,其关系式如下:()V l W Q Q l W C C T M --⋅=+∆样水水计样 (89.2)其中:W 样、M 样、Q v 分别为样品的质量、摩尔质量和恒容燃烧热,Q l 和l 分别为引燃铁丝的单位长度燃烧热和长度;W 水和C 水分别为水的质量和比热,C 计为热量计的水当量,(即除水之外,热量计升高1℃所需要的热量),T ∆为样品燃烧前后水温的变化值。

苯甲酸的恒压燃烧热为-3228.12 KJ ∙mol -1,引燃铁丝的单位燃烧热为-2.9 J ∙cm -1,水的比热为4.18 J ∙g -1。

为了保证样品完全燃烧,氧弹中须充高压氧气(或者其他氧化剂),因此要求氧弹密封、耐高压、耐腐蚀;同时粉末样品必须压成片状,以免充气时冲散样品,使燃烧不完全而引起实验误差。

完全燃烧是实验成功的第一步,第二步还必须尽量减少热量散失,释放的热量应全部传递给热量计本身和及其周围的水介质。

但由于热漏(热辐射、空气对流)无法完全避免的,因此,为了精确测定物质的燃烧热,样品燃烧前后水温变化值T ∆必须经过雷诺作图法进行校正,其方法如下:称适量待测物质,使其燃烧后,水温升高1.5~2.0 ℃。

预先调节水温低于室温0.5~1.0℃,然后将燃烧前后历次观察的水温-时间作图,联成FHIDG折线(见图89.1)。

图中H相当于开始燃烧之点,D为观察到最高的温度读数点,作相当于室温之平行线JI交折线于I,过I点作∆即ab垂线,然后将FH线和GD线外延交ab线于A、C两点,A点与C点所表示的温度差T 为欲求温度的升高值。

图中'A A为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间1t∆内,由环境辐射C C为温度由室温升高到最高点D这一和搅拌引进的能量而造成温度的升高,必须扣除之。

't∆内,热量计由于热漏而造成的温度降低,因此需要添加上。

由此可见,AC两点的段时间2温差是较客观地反映了样品燃烧而促使热量计温度升高的数值。

有时热量计的绝热情况良好,热漏小,而搅拌器功率大,不断稍微引进能量就能使得燃烧后的温度最高点不出现,这种情况下∆T仍然可以按照同法校正之。

图89.1雷诺温度校正图实验目的1.明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别;2.了解氧弹式量热计的基本原理和使用方法;3.熟悉贝克曼温度计的调节和使用;4.学会雷诺图校正温度的方法。

实验器材1.仪器:氧弹热量计,氧气钢瓶,氧气减压阀,贝克曼温度计,温度计(0-100℃),放大镜,压片机,万用表,引燃铁丝,台称,电子天平,秒表,直尺,容量瓶(1000 mL),扳手,不锈钢镊子2.试剂:苯甲酸(AR),萘(AR)实验方法1.测定热量计的水当量C计(1)样品压片用台称取约0.6 g左右的苯甲酸(切不可超过1.1 g),在压片机上压成圆片状。

注意样品片压得要适度,压得太紧,点火时不易全部燃烧;压的太松,样品容易脱落。

在分析天平上准确称重后备用。

(2)充氧气准确截取长度为150 mm的燃烧铁丝,在直径约2~3 mm的玻璃棒上,将其中部绕成螺旋形(4~5圈)后备用。

拧开氧弹盖放在专用支架上,将弹内洗净,擦干,将已准确称重的样品片放入燃烧皿内,再将燃烧丝两端分别缠紧在弹盖的两电极上,并使燃烧丝螺旋部分紧贴在样品片的表面(见图8 9.2氧弹剖面图)。

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