2燃烧热实验报告

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燃烧热的测定实验报告

燃烧热的测定实验报告

燃烧热的测定实验报告实验目的,通过实验测定燃烧热的大小,探究燃烧过程中的能量转化规律,加深对燃烧热概念的理解。

实验原理,燃烧热是指单位物质在标准状态下完全燃烧时放出的热量。

实验中我们采用量热器测定燃烧热,将待测物质放入量热器内燃烧,通过测定温度变化和质量变化,计算出燃烧热。

实验步骤:1. 将待测物质(如镁丝)放入量热器内,称取质量m1;2. 用精密天平称取一定质量的水m2,并记录水的初始温度;3. 用点火器点燃待测物质,待燃烧结束后,测量水的最终温度;4. 测量燃烧后的待测物质的质量m3。

实验数据记录与处理:1. 待测物质质量m1 = 0.05g;2. 水的质量m2 = 100g,初始温度t1 = 20℃,最终温度t2 = 45℃;3. 燃烧后待测物质质量m3 = 0.02g。

实验结果计算:1. 待测物质燃烧放出的热量Q = mcΔT,其中m为水的质量,c为水的比热容(4.18J/g℃),ΔT为温度变化;2. 待测物质燃烧放出的热量Q = 100g × 4.18J/g℃× (45℃ 20℃) = 6270J;3. 待测物质燃烧放出的热量Q = 6270J;4. 待测物质的质量变化Δm = m1 m3 = 0.05g 0.02g = 0.03g;5. 待测物质燃烧放出的热量Q' = Q/Δm = 6270J/0.03g = 209000J/g。

实验结论,根据实验数据计算得出,待测物质燃烧放出的热量为209000J/g。

通过本次实验,我们深刻理解了燃烧热的概念,并掌握了测定燃烧热的方法和步骤。

同时,实验结果也验证了燃烧过程中的能量转化规律,为我们进一步学习热化学提供了重要的实验基础。

总结,本次实验通过测定燃烧热,加深了我们对燃烧过程中能量转化规律的理解,为我们打下了坚实的实验基础。

在今后的学习中,我们将进一步探索热化学的奥秘,不断提高实验操作技能,培养科学精神,为将来的科学研究和工作打下坚实的基础。

燃烧热_实验报告

燃烧热_实验报告

一、实验目的1. 了解燃烧热的定义和意义;2. 掌握燃烧热的测定方法;3. 熟悉氧弹量热计的使用和操作;4. 分析实验误差,提高实验技能。

二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质在恒定压力下完全燃烧时,生成稳定的氧化物所放出的热量。

在实验中,通过测定一定量的可燃物质在氧弹中完全燃烧时,氧弹及周围介质(水)的温度升高,从而计算出燃烧热。

实验原理如下:1. 燃烧热的计算公式:Q = m q,其中Q为燃烧热,m为可燃物质的质量,q为燃烧热的热值。

2. 热值q的测定:通过测量氧弹及周围介质(水)的温度升高,计算出热量Q,然后除以可燃物质的质量m,得到热值q。

3. 燃烧热的测定:根据热值q和可燃物质的摩尔质量,计算出燃烧热。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:氧弹量热计、数字式精密温度计、电子天平、秒表、量筒、烧杯、试管、滴管、点火器等。

2. 试剂:苯甲酸(标准物质)、萘(待测物质)、蒸馏水、点火丝等。

四、实验步骤1. 准备实验仪器,检查氧弹量热计是否正常工作。

2. 称取一定量的苯甲酸,放入氧弹中,密封。

3. 将氧弹放入量热计的水中,预热至室温。

4. 用点火器点燃点火丝,迅速将点火丝伸入氧弹中,点燃苯甲酸。

5. 记录燃烧过程中氧弹及周围介质(水)的温度变化,直至燃烧结束。

6. 计算燃烧热:Q = m q,其中m为苯甲酸的质量,q为燃烧热的热值。

7. 称取一定量的萘,重复上述实验步骤,测定萘的燃烧热。

五、实验数据与结果1. 苯甲酸的燃烧热:- 苯甲酸的质量:0.1000 g- 燃烧热的热值:26.460 kJ/g- 燃烧热:Q = 0.1000 g 26.460 kJ/g = 2.646 kJ2. 萘的燃烧热:- 萘的质量:0.1000 g- 燃烧热的热值:35.640 kJ/g- 燃烧热:Q = 0.1000 g 35.640 kJ/g = 3.564 kJ六、实验误差分析1. 实验误差来源:- 温度计读数误差;- 热值测定误差;- 可燃物质称量误差;- 氧弹密封性能;- 环境温度、湿度等外界因素。

实验二燃烧热的测定

实验二燃烧热的测定
简介。
图4-3中,内筒C以内旳部分为仪器旳主体,即为本试验研究旳体系,体系 C与外界以空气层B绝热,下方有绝缘旳垫片4架起,上方有绝热胶板5敷 盖。为了降低对流和蒸发,降低热辐射及控制环境温度恒定,体系外围包 有温度与体系相近旳水套A。为了使体系温度不久到达均匀,还装有搅拌 器2,由同步电动机带动。为了精确测量温度旳变化,本仪器采用了微控 制器为基础旳高性能测温系统。试验中把测温传感器插入内桶,便可直接 精确读出反应过程中每一时刻体系温度旳相对值。样品燃烧旳点火由一拨 动开关接入一可调变压器来实现,设定电压在24V进行点火燃烧。
试验二 燃烧热旳测定
一、试验目旳和要求:
1. 用氧弹卡计测定萘旳燃烧热。 2. 了解恒压燃烧热与恒容燃烧热旳区别。 3. 了解卡计中主要部分旳作用。掌握卡计旳试验技术。 4. 学会用雷诺图解法校正温度变化。
二、试验原理:
燃烧热旳定义是:一摩尔旳物质完全燃烧时所放出旳热量。所谓完全燃烧,
即构成反应物旳各元素,在经过燃烧反应后,必须呈显本元素旳最高化合价。
C卡ΔT – m 点Qv点
Qvm(待测)= m(待测)/ M(待测)
4···(5)
然后根据公式4-(1)求得该物质旳恒压燃烧热QP。m,即ΔHm。
三、用雷诺作图法校正ΔT:
尽管在仪器上进行了多种改善,但在试验过程中仍不可防止环境与体系
间旳热量传递。这种传递使得我们不能精确地由温差测定仪上读出因为燃烧 反应所引起旳温升ΔT。而用雷诺作图法进行温度校正,能很好地处理这一 问题。将燃烧前后所观察到旳水温对时间作图,可联成FHIDG折线,如图 4-1和图4-2所示。图4-1中H相当于开始燃烧之点。D为观察到旳最高温度。 在温度为(TH+TD)/2处作平行于时间轴旳JI线。

实验报告燃烧热的测定

实验报告燃烧热的测定

实验报告燃烧热的测定实验报告:燃烧热的测定一、实验目的本实验旨在通过测量物质在氧气中的燃烧热,深入理解热力学第一定律,掌握量热技术和相关仪器的使用方法,提高实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理燃烧热是指 1 摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。

在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Qv),在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp)。

对于一般的有机化合物,燃烧反应通常可以表示为:CxHyOz +(x +y/4 z/2)O2 → xCO2 +(y/2)H2O在本实验中,采用氧弹式量热计来测量燃烧热。

氧弹式量热计的基本原理是能量守恒定律,即样品燃烧所释放的能量等于量热计和周围介质所吸收的能量。

量热计与水组成的体系近似为绝热体系,通过测量燃烧前后体系温度的变化(ΔT),以及已知量热计的水当量(W),可以计算出样品的燃烧热。

恒容燃烧热的计算公式为:Qv =CΔT / m其中,C 为量热计和水的总热容量(J/℃),m 为样品的质量(g)。

恒压燃烧热与恒容燃烧热的关系为:Qp = Qv +ΔnRT其中,Δn 为反应前后气体物质的量的变化,R 为气体常数(8314 J/(mol·K)),T 为反应温度(K)。

三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹式量热计贝克曼温度计压片机电子天平氧气钢瓶及减压阀2、试剂苯甲酸(标准物质,已知燃烧热)待测物质(如萘)四、实验步骤1、量热计的准备清洗氧弹,擦干并检查是否漏气。

准确称取一定量的引火丝,记录其质量。

2、样品的准备用电子天平准确称取苯甲酸和待测物质,分别压片。

再次准确称取引火丝的质量,并将其缠绕在样品片上。

3、装样将样品片和引火丝放入氧弹的坩埚中,拧紧氧弹盖。

4、充氧缓慢向氧弹中充入氧气,压力达到 15 20 MPa。

5、测量初始温度将氧弹放入量热计内桶中,插入贝克曼温度计,搅拌均匀,测量体系的初始温度。

6、点火燃烧接通电源,点火,记录温度随时间的变化,直至温度不再升高,记录最高温度。

实验二 燃烧热测定

实验二 燃烧热测定

实验二、燃烧热的测定专业:11化学姓名:赖煊荣座号:32 同组人:陈见晓时间:2013.10. 15Ⅰ、目的要求1.用氧弹热量计测定萘的燃烧热。

2.明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。

3.了解热量计中主要部分的作用,掌握氧弹热量计的实验技术。

4.学会雷诺图解法校正温度改变值。

Ⅱ、基本原理一、燃烧与量热根据热化学的定义,1mol物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。

所谓完全氧化,对燃烧产物有明确的规定。

量热法是热力学的一个基本实验方法。

在恒容或恒压条件下,可以分别测得恒容燃烧热Q v和恒压燃烧热Q p。

由热力学第一定律可知,Q v等于体系内能变化ΔU;Q p等于其焓变ΔH。

若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理,则它们之间存在以下关系:ΔH =ΔU + Δ(pV)Q p = Q v + Δn RT ——(1)式中,Δn为反应前后反应物和生成物中气体的物质的量之差;R为气体常数;T为反应时的热力学温度。

热量计的种类很多,本实验所用氧弹热量计是一种环境恒温式的热量计。

氧弹热量计的装置如图右。

二、氧弹热量计氧弹热量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其周围的介质和热量计有关附件的温度升高。

测量介质在燃烧前后温度的变化值,就可求算该样品的恒容燃烧热。

其关系式如下:-W样/M ·Q v– l·Q l =(W水c水+C计) ΔT ——(2)式中,W样和M分别为样品的质量和摩尔质量;Q v为样品的恒容燃烧热;l和Ql是引燃用金属丝的长度和单位长度燃烧热,W水和C水是以水作为测量介质时,水的质量和比热容;C计称为热量计的水当量,即除水之外,热量计升高1℃所需的热量;ΔT为样品燃烧前后水温的变化值。

三、雷诺温度校正图实际上,热量计与周围环境的热交换无法完全避免,它对温差测量值的影响可用雷诺温度校正图校正。

具体方法为:称取适量待测物质,估计其燃烧后可使水温上升1.5~2.0℃。

实验二燃烧热的测定

实验二燃烧热的测定
本实验的关键是点火丝的安装是否成功,在点火前务 必要检查氧弹的两电极间的导通情况。
每次燃烧结束后,一定要擦干氧弹内部的水,否则会 影响实验结果。每次整个实验做完后,不仅要擦干氧 弹内部的水,氧弹外部也要擦干,防生锈。
氧弹、量热容器、搅拌器在使用完毕后,应用干布擦 去水迹,保持表面清洁干燥。
掌握氧弹式热量计的原理、构造和使用方法。
掌握高压钢瓶的有关知识并能正确使用。 学会雷诺图解法校正温度改变值
Ⅱ.基本原理
燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热 量。在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧 热(Qv),恒容燃烧热等于这个过程的内能变 化(ΔU)。在恒压条件下测得的燃烧热称为 恒压燃烧热(Qp),恒压燃烧热等于这个过程 的热焓变化(ΔH)。若把参加反应的气体和 反应生成的气体作为理想气体处理,则有下列 关系式:
Ⅳ .操作步骤
二. 萘的燃烧热测量
称取0.65g左右的萘,同上述方法测定。
Ⅴ、数据处理
1、将实验条件和实验数据列表纪录: 室温:_______℃;气压:_________kPa; 实验日期:__________;仪器名称型号:__________ 记录数据: 燃烧丝长度_________mm;苯甲酸样品重_________g;
生成的硝酸时,每毫升碱相当于-5.98 J ;c:滴定
生 成 的 硝 酸 时 , 耗 用 0.100NNaOH 毫 升 数 ; W: 水
桶中的水的质量(g);K 称为量热计热容(热量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
计的水当量)。
水从当(量3)K式。可测知量,的要方测法得是样以品一的定Q量v 的必已须知知燃道烧仪热器的的 标准物质(常用苯甲酸,其燃烧热以标准试剂瓶上 所标明的数值为准)在相同的条件下进行实验,由 标准物质测定仪器的水当量K,再测定样品的Qv, 从而计算相应的Qp。

燃烧热测定实验报告

燃烧热测定实验报告

燃烧热测定实验报告实验目的:本实验旨在通过测定燃烧反应的热变化,了解不同物质的燃烧热,并探究燃烧热与反应物的化学性质之间的关系。

实验原理:燃烧热是指在恒定压力下,单位物质完全燃烧所释放的热量。

实验中,我们使用量热器来测定燃烧反应的热变化。

量热器是一个密闭的容器,容器中装有水和待测物质,通过测量水温的变化来计算出燃烧反应的热变化。

实验步骤:1. 准备工作:将量热器清洗干净,并将水注入到量热器中,测量初始水温。

2. 称取待测物质并放入燃烧炉中进行燃烧,同时点燃物质。

3. 观察燃烧反应,记录燃烧时产生的火焰、气味等特征,并注意安全。

4. 在燃烧过程中,用玻璃棒轻轻搅拌水中的待测物质,使其充分溶解。

5. 当燃烧过程结束后,立即用温度计记录水温的变化,并记录最终水温。

6. 将实验数据整理,并计算出燃烧反应的热变化。

实验结果与讨论:根据实验数据计算得出的燃烧热为xxx J/g。

通过与已知物质的燃烧热进行对比,可以得出待测物质的化学性质。

实验结论:通过本实验测定得到的燃烧热,可以反映出待测物质的燃烧特性和化学性质。

根据实验结果,我们可以推测待测物质的化学键类型、燃烧产物等信息。

燃烧热的大小还可以用来评价物质的燃烧效率和能量利用率。

实验中可能存在的误差:1. 实验过程中,可能会有部分热量散失到周围环境中,导致测得的燃烧热偏小。

2. 实验中可能存在计量误差,导致实验数据的不准确性。

实验改进方向:1. 可以考虑在实验过程中采取保温措施,减少热量的散失。

2. 可以增加实验重复次数,提高数据的准确性。

总结:通过本次燃烧热测定实验,我们了解到了燃烧热的含义和测定方法,掌握了量热器的使用技巧,同时也对不同物质的燃烧热有了更深入的了解。

通过实验数据的分析和计算,我们可以推测物质的化学性质,并通过改进实验方法来提高实验的准确性和可靠性。

燃烧热的研究对于能源利用和环境保护具有重要意义,希望通过今后的学习和实践,能更深入地探究燃烧热的相关问题。

2实验二燃烧热的测定

2实验二燃烧热的测定

图2是氧弹的构造。氧弹是用不锈钢制成的, 主要部分有厚壁圆筒1、弹盖2和螺帽3紧 密相连;在弹盖上装有用来充入氧气的 进气孔4、排气孔5和电极6,电极直通弹 体内部,同时作为燃烧皿7的支架;为了 将火焰反射向下而使弹体温度均匀,在 另一电极8(同时也是进气管)的上方还 有火焰遮板9。 2、热量计水当量的测定(求C计) (1)样品制作 先将压片用钢模清洗并使其干燥,用台秤
称取 1g 苯甲酸(切勿超过 1.1g ),取长 度为20cm左右的点火丝一根,准确称量 并把其双折后在中间位置打环,置于压 片机的底板压模上,装入压片机内,倒 入预先粗称的苯甲酸样品,使样品粉末 将镍丝环浸埋,用压片机螺杆徐徐旋紧, 稍用力使样品压牢,用力要适中压力不 能太大,太大易使镍丝压断,样片压得 太松,样品容易脱落,抽去模底的托扳 手,继续向下压,用干净的纸接住样品, 弹去周围的粉末,将样品在分析天平上 准确称量后供燃烧使用。
3、雷诺温度校正图 实际上,在实验过程中环境与体系间 的热量传递无法完全避免,它对温差测 量值的影响可用雷诺温度校正图校正, 能较好地解决这一问题。具体方法为: 称取适量待测物质,估计其燃烧后可使 水温上升1.5~2.0℃。预先调节水温低于 室温1℃左右。按操作步骤进行测定,将 燃烧前后观察所得一系列水温和时间关 系作图,得一曲线如图3所示。
(3)燃烧和测量温差
按图1将热量计内筒及搅拌器装配好。用量 杯量取已被调节到低于室温1℃的自来水 3000ml于内筒C中,把充好氧放入内筒C, 再次用万用表检查两电极是否通路,把 氧弹两电极用导线与点火控制器连接, 安装上贝克曼温度计,盖上盖子检查 “点火”开关是否置于“关”的位置, 然后接通电源,开动搅拌马达,待温度 稳定上升后,每隔1min读取一次温度 (准确读至0.002℃)。10~15min后,
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华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范) 年级、班级课程名称物理化学实验实验项目燃烧热的测定实验类型:□验证□设计□综合实验时间年月日实验指导老师蔡跃鹏实验评分【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与联系。

②掌握量热技术的基本原理;学会测定奈的燃烧热。

③了解氧弹卡计主要部件的作用,掌握氧弹卡计的实验技术。

④学会雷诺图解法校正温度改变值。

【实验原理】物质的标准摩尔燃烧热(焓)△cH mθ是指1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量。

在恒容条件下测得的1mol物质的燃烧热称为恒容摩尔燃烧热Q V,m,数值上等于这个燃烧反应过程的热力学能的变化△rU m;恒压条件下测得的1mol物质的燃烧热称为恒压摩尔燃烧热Q p,m,数值上等于这个燃烧反应过程的摩尔焓变△rH m,化学反应热效应通常是用恒压热效应△rH m来表示。

若参加燃烧反应的是标准压力下的1mol物质,则恒压热效应△rH mθ即为该有机物的标准摩尔燃烧热△cH mθ。

若把参加反应的气体与生成的气体作为理想气体处理,则存在下列关系式。

Q p,m=Q V,m+(∑V B)RT (3-4) 式中,∑V B为生成物中气体物质的计量系数减去反应物中气体物质的计量系数;R为气体常数;T为反应的绝对温度;Q p,m与Q V,m的量纲为J/mol。

本实验所用测量仪器为氧弹量热计(也称氧弹卡计),按照结构及其与环境之间的关系,氧弹量热计通常分为绝热式和外槽恒温式,本实验所用为外槽恒温式量热计。

氧弹为高度抛光的刚性容器,耐高压、耐高温、耐腐蚀,密封性好,是典型的恒容容器。

测定粉末样品时需压成片状,一面充氧时冲散样品或燃烧时飞散开来。

量热反应测量的基本原理是能量守恒定律。

在盛有定量水的容器中,样品的物质的量为n mol,放入密闭氧弹,充氧,然后使样品完全燃烧,放出的热量传给水及仪器各部件,引起温度上升。

设系统(包括内水桶、氧弹本身、测温器件、搅拌器和水)的总热容为C(通常称为仪器的水当量,及量热计及水每升高1K所需吸收的热量),假设系统与环境之间没有热交换,燃烧前、后的温度分别为T1、T2,则此样品的恒容摩尔燃烧热为Q V,m= -C(T2-T1)(3-5) n式中,Q V,m为样品的恒容摩尔燃烧热,J/mol;n为样品的物质的量,mol;C为仪器的总热容,J/K或J/℃。

式(3-5)是最理想、最简单的情况。

但是,由于一方面氧弹量热计不可能完全绝热,热漏在所难免,因此,燃烧前后温度的变化不能直接用测到的燃烧前后的温度差来计算,必须经过合理的雷诺校正才能得到准确的温差变化[需由温度-时间曲线(即雷诺曲线)确定初温和最高温度];另一方面,多数物质不能自然,如本实验所用萘,必须借助电流引燃点火丝,再引起萘的燃烧,因此,式(3-5)左边必须把点火丝燃烧所放热量考虑进去,如式(3-6):-nQ V,m-m点火丝Q点火丝=C△T (3-6)式中,m点火丝为点火丝的质量;Q点火丝为点火丝的燃烧热,点火丝(铁丝)燃烧热为-6694.4J/g;△T为校正后的温度升高值。

仪器热容C的求法是用已知燃烧焓的物质(如本实验用的苯甲酸),放在量热计中燃烧,测其始、末温度,经雷诺校正后,按式(3-6)即可求出C。

样品完全燃烧是实验成功的第一关键,为此氧弹充以1.0~1.5Mpa的高压氧,因此要求氧弹密封耐压、耐腐蚀。

同时,为燃烧完全,避免充氧时样品散开,粉末状样品必须压成片状。

第二关键是使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给卡计本身和其中盛装的水,而几乎不与周围环境发生热交换。

为了减少卡计与环境的热交换,卡计放在一个水恒温的套壳中,故称外壳恒温卡计。

另外卡计壁高度抛光也是为了减少辐射。

虽然采取了多种措施,但热漏还是无法完全避免,因此,燃烧前后温度的变化值还是不能直接精确测出来,必须经过雷诺作图法或计算法校正。

本实验用精密数字式贝克曼温度计来测量温度差。

【仪器和试剂】外槽恒温式氧弹卡计(1个),氧气钢瓶(1瓶),压片机(2台),数字式贝克曼温度计(1台),0~100℃温度计(1支),万用电表(1个),扳手(1把);萘(A.R),苯甲酸(A.R),点火丝(铁丝)(约10cm长)。

【实验步骤】(1)测定氧弹卡计和水的总热容C①样品压片压片前,线检查压片用模子,若发现压模有铁锈、油污和尘土等,必须擦净后才能进行压片。

用台秤称取约0.8g左右的苯甲酸,压好样品,再用分析天平分别准确称取一段10cm 长得点火丝和棉线,再用棉线将点火丝绑在样品(不能有粉末)上,然后在分析天平上准确称重。

②装置氧弹、充氧气将绑好点火丝的苯甲酸样品放在氧弹卡计的燃烧皿中,压片应尽量进入燃烧皿(切忌把压片悬挂于燃烧皿上方),将点火丝的两端分别嵌入绑紧在氧弹中的两根电极上,旋紧氧弹盖,用万能电表检查电机是否通路。

连接好氧气瓶和氧气减压阀表,并用铜导管(高压管)将减压表与氧弹进气管相连接,打开氧气瓶上端阀门,此时减压阀表中指针旋转所指示的压力即为氧气瓶中氧气总压力,然后略微旋紧减压阀(即打开),使减压表上另一表盘的指针压力读数约为10kg/cm2 1MPa。

随即放松(即关闭)减压阀。

按动充氧装置的手柄,使充氧仪上压力表的指针为10MPa,保持数秒,此时氧弹已充有约10Mpa的氧气,为了排除氧弹内的空气,应反复充放两三次。

取下氧弹。

关闭氧气瓶上的阀门,打开减压阀,放掉管边和氧气表中的余气。

③燃烧温度的测量将充好氧气的氧弹再用万用表来检查是否通路。

若通路则可将氧弹放入卡计的水桶内,用量筒准确量取自来水3000mL倒入水桶内,装好搅拌轴(叶片不能碰壁)。

盖上盖子,将贝克曼温度计探头插入水中。

插到桶中氧弹一半深度的位置,此时用普通温度计读出水外筒水温和铜水桶内的水温。

氧弹两电极用电线连接在点火器上,然后开动搅拌马达,待温度稳定上升后,每隔半分钟读取贝克曼温度计一次,这样连续记录5min,得到燃烧前期的温度。

此刻迅速按下点火器上点火键通电点火。

判断点火是否成功有两个标准:一是点火器电流表指针是否先发生偏转(表示已通电)后又迅速回零(表示点火丝已燃断);二是温度在1min内是否迅速上升。

否则需打开氧弹检查原因。

自按下点火键点火后,读数仍0.5min记录一次,直到温度出现最高点(或温度基本维持不变),此阶段的温度作为燃烧期间的温度;当温度升到最高点并开始下降后仍继续记录5min作为燃烧结束后期温度,方可停止实验。

实验停止后,小心取出贝克曼温度计,拿出氧弹,放出氧弹中剩余气体,最后旋开氧弹盖,检查样品燃烧结果,若氧弹有许多黑色的残渣,表示燃烧不完全,实验失败。

燃烧完全的,燃烧后剩下的铁丝取出称其重量(或事先称出每厘米铁丝重量,用量长度的办法计算重量)。

自点火丝重量中减去未燃烧铁丝重量再计算。

倒去铜水桶的水并用毛巾擦干待下次实验用。

用同样方法,再用苯甲酸进行一次实验,求平均值。

(2)萘然烧热的测定①称取0.5g左右的萘两份,同上实验操作进行两次,求平均值。

②最后倒去自来水,擦干铜水桶待下次实验用。

【数据处理】①用图解法求出苯甲酸燃烧引起卡计温度变化的差值△T,计算卡计的热容C,并求出两次实验所得水当量的平均值。

②用图解法求出萘燃烧引起卡计温度变化的差值△T,计算萘的恒容摩尔燃烧热Q V,m(两次实验的平均值)。

③由恒容摩尔燃烧热Q V,m求恒压摩尔燃烧热Q p,m、(即△c H m)。

④由基尔霍夫定律将△c H mθ(T)换成△c H mθ(298. 15K),并与文献值比较[所需数据自行查表,此处认为压力始终为1atm (101325Pa)]。

【实验评注与拓展】本实验成功的关键:①保证样品完全燃烧,是实验成功的关键之一,为此,样品压片须力度适中;②氧弹点火要迅速而果断,点火丝与电极要接触良好,防止松动;③实验结束后,一定要把未燃烧的铁丝重量从公式中减掉;④在测定过程中,应该避免卡计周围的温度大幅度波动。

量热法是物理化学中一个重要的实验技术,主要用来测定反应的热效应(包括燃烧热、物质生成热、中和热、反应热等)、相变热和热容等。

它能定性检测放热或吸热过程的存在,定量测定这些过程的进行程度;用来研究物质的平衡性质;通过热化学数据研究某些有机物的结构等,这些数据对于热力学和热化学的计算是很重要的。

例如:有些化合物如蔗糖等,不能从稳定的单质直接合成,其生成焓也就无法通过实验直接测定,只能依靠间接方法进行测定。

对于有些容易在氧气中燃烧的物质(如大多数的有机物),则可以测定其燃烧热。

在燃烧产物生成焓都已知的情况下,利用盖斯定律可求得该化合物的生成焓。

另外,本实验所用氧弹卡计,除可以测定固体物质的燃烧热外,也可以测定液体物质的燃烧热;不仅限于物质在氧中的燃烧,也可充以其他气体,如充氯气研究物质氯化反应的热效应。

【提问与思考】①什么是燃烧热?它在化学计算中有何应用?答:燃烧热是指在一定压力、温度下,某物质完全氧化成相同温度的指定产物时的焓变。

在化学计算中,它可以用来求算化学反应的焓变以及生成焓。

②测量燃烧热两个关键要求是什么?如何保证达到这两个要求?答:A.样品完全燃烧,所以样品的量不能太多,压片不能太紧也不能太松。

B.量热计完全绝热,事实上不可能实现,因此需要经过合雷诺校正得到准确的温差变化。

③实验测量到的温度差值为何要经过雷诺作图法校正,还有哪些误差来源会影响测量的结果?答:因为要保证实验的准确性须保证量热计完全绝热,但这是不可能的,系统和环境间或多或少会存在热交换,因此燃烧前后温度的变化不能直接用测到的燃烧前后的温度差来计算,必须经过合理的雷诺校正才能得到准确的温差变化。

其他误差来源:样品是否充分燃烧。

④在本实验中,哪些是系统?哪些是环境?系统和环境间有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响?如何校正?答:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。

⑤固体样品为什么要压成片状?萘和苯甲酸的用量是如何确定的?答:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。

⑥试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些?答:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。

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