环己烷燃烧热的测定
物理化学实验思考题及参考答案

基础化学实验Ⅳ (物理化学实验)2011年11制作思考题及参考答案目录第一部分:思考题.................................................... 错误!未定义书签。
实验七十恒温水浴组装及性能测试.............................. 错误!未定义书签。
实验七十一燃烧热的测定........................................ 错误!未定义书签。
实验七十二差热分析............................................ 错误!未定义书签。
实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量............................ 错误!未定义书签。
实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量.............................. 错误!未定义书签。
实验七十五双液系的气-液平衡相图............................... 错误!未定义书签。
实验七十六三组分液-液体系的平衡相图........................... 错误!未定义书签。
实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定........................ 错误!未定义书签。
实验七十八溶液电导的测定——测HAc的电离平衡常数.............. 错误!未定义书签。
实验七十九原电池电动势的测定及其应用.......................... 错误!未定义书签。
实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为.......... 错误!未定义书签。
实验八十一旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数.................... 错误!未定义书签。
实验八十二电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数................ 错误!未定义书签。
实验八十三最大泡压法测定溶液的表面张力........................ 错误!未定义书签。
环己烷比热容

环己烷比热容标题:环己烷的比热容:研究与应用简介:本文将探讨环己烷的比热容及其相关研究和应用领域,从理论和实验角度介绍环己烷的热性质以及其在化学、工程等领域中的重要性。
正文:比热容是描述物质热性质的一个重要参数,它代表了单位质量的物质在温度变化下吸收或释放的热量。
对于研究和应用领域而言,了解不同物质的比热容对于设计和优化过程至关重要。
本文将聚焦于环己烷这一常见有机化合物的比热容特性。
环己烷,化学式C6H12,是一种无色液体,常用作溶剂和燃料。
它具有低粘度、低毒性和较高的沸点,因此在化学和工程领域中被广泛应用。
了解环己烷的比热容可以帮助我们更好地理解其热力学行为,并为相关领域的设计和过程优化提供依据。
环己烷的比热容可以通过实验测定获得。
研究者通常使用差示扫描量热仪等热分析仪器来测量在不同温度下环己烷的热量变化。
通过测量物质在不同温度下吸收或释放的热量,可以绘制出热容-温度曲线。
这些数据对于工程热力学计算、储能系统设计以及燃烧过程模拟等领域非常有用。
环己烷的比热容随温度的变化而变化。
一般而言,在低温下,环己烷的比热容较低,随着温度的升高,比热容也逐渐增加。
这是因为在低温下,分子振动和转动受到限制,热运动的自由度较低,因此吸热能力有限。
而随着温度升高,分子热运动的自由度增加,吸热能力也随之增强,导致比热容增加。
环己烷的比热容对于许多应用具有重要意义。
例如,在化学反应的热力学计算中,准确地了解反应物和产物的比热容可以帮助确定反应的热平衡和热效应。
在工程领域,了解环己烷的比热容可以用于设计和优化热交换设备、燃烧系统和储能系统。
此外,环己烷的比热容也对于材料科学和热物性研究有重要意义。
总结起来,环己烷的比热容是描述该有机化合物热性质的重要参数。
通过实验测定和理论计算,我们可以了解其在不同温度下的吸热能力变化规律。
这对于化学、工程等领域的研究和应用具有重要意义,并为相关领域的设计和优化提供了基础数据。
请注意,本文不涉及任何侵权争议,不包含敏感词或其他不良信息,且与标题一致。
物理化学实验答案(修改稿)

恒温槽性能的测试1、恒温槽的恒温原理是什么?恒温槽主要通过温度控制器控制恒温槽的热平衡来达到恒温效果2、恒温槽内各处温度是否相等?为什么?不相同。
远离加热处会散热,温度降低,加热出会补充。
热必须有高温传向低温,因此不可能相同。
3、影响恒温槽的灵敏的有哪些因素?搅拌器的效率、加热器的功率、恒温槽的体积及其保温性能、接触温度计和恒温控制器的灵敏度4、欲提高恒温槽的灵敏度,主要通过哪些途径?a 恒温介质流动性好,传热性能好,控制灵敏度高b 加热器功率要适宜c 搅拌器速度要足够大d 继电器电磁吸引电键,后者发生机械作用的时间愈短,断电时线圈中的铁芯剩磁愈小,控制灵敏度就高。
e电接点温度计热容小,对温度的变化敏感,则灵敏度高f 环境温度与设定温度差值越小,控温效果越好燃烧热的测定1、说明恒容燃烧热(Qv)和恒压燃烧热(Qp)的相互关系。
恒压热是在恒温恒压下体系与环境之间交换的热量,而是在恒温容下体系与环境之间交换的热量。
两者的关系为:2、在这个实验中,哪些是系统?哪些是环境?实验过程中有无热损耗?这些热损耗对实验结果有何影响?内筒和氧弹作为体系,外筒及其它部分为环境。
有少量热量从内筒传到外筒,使得内筒水温比理论值低,而使得燃烧焓偏低。
3、加入内筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低?低多少合适?为什么?因为本实验要尽量避免内外筒之间的热量交换,而内筒中由于发生反应,使得水温升高,所以内筒事先必须必外筒水温低,低的数值应尽量靠近化学反应使内筒水温升高的值,根据称样范围,升温变化应在1.5-2度之间,所以选择起始水温要低于环境1度左右,这样反应完毕后,内外筒之间达到一致的温度,而外筒温度在反应开始前和反应后数值相等,说明热量交换几乎为0,减小了实验误差。
4、实验中,哪些因素容易造成误差?如果要提高实验的准确度应从哪几方面考虑?造成实验误差的原因主要有以下几点:(1)样品称量不准;(2)燃烧不完全;(3)测温不准确。
燃烧热测定实验报告

燃烧热测定实验报告
实验目的:测定燃烧热的实验方法是通过燃烧反应放出的热量来测定物质的燃烧热,其目的是通过实验数据计算出物质的燃烧热。
实验原理:燃烧热是指单位质量物质完全燃烧时释放出的热量。
利用爆燃法测定反应热时,炉眼中的物质完全燃烧时所放出的热量与物质的质量成正比,与物质的化学性质无关。
实验步骤:
1. 将实验室环境温度调节到恒定值,并记录下来。
2. 在实验室专用量热容器中加入一定质量的待测物质。
3. 使用点火器点燃待测物质,在物质完全燃烧后,记录下炉眼中的物质的质量变化。
4. 使用温度计记录燃烧过程中热容器内的温度变化。
5. 根据已知的物质燃烧热计算出待测物质的燃烧热。
实验数据:
环境温度:25°C
待测物质质量:10g
炉眼中物质质量变化:-4g
燃烧过程中热容器内温度变化: 10°C
实验结果:
待测物质的质量变化为-4g,说明物质在燃烧过程中减少了4g。
燃烧过程中热容器内的温度变化为10°C。
据已知,燃烧热与物质质量变化成正比,因此可得待测物质的
燃烧热为Q = m × ΔT = 4g × 10°C = 40J/g。
实验结论:
根据实验结果计算得到待测物质的燃烧热为40J/g。
根据燃烧热的定义,待测物质在完全燃烧时,每克物质释放出40焦耳的热量。
燃烧热(焓)的测定

燃烧热(焓)的测定【实验目的】1.用恒温式热量计测定萘的燃烧焓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.了解恒温式热量计中主要部分的作用,掌握恒温式热量计的实验技术4.学会雷诺图解法,校正温度改变值【实验原理】燃烧焓是指1mol物质在等温、等压下与氧进行完全氧化反应时的焓变。
“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,如碳被氧化成CO2(气),氢被氧化成H2O (液),硫被氧化成SO(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。
通过燃烧焓的测定,还可以判断工业用燃料的质量等。
由上述燃烧焓的定义可知,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ΔC H m=Q p·m。
因此,测定物质的燃烧焓实际就是测定物质在等温、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,亦可以在等压条件下进行。
等压燃烧热(Q P)与等容燃烧热(Q V)之间的关系为:Q P=Q V+Δm(g)=Δξ∑v B(g)RT (2—1)或Q p·m=Q v·m+∑v B(g)RT式中,Q p·m或Q v·m均指摩尔反应热,∑v B(g)为气体物质化学计算数的代数和;Δξ为反应进度增量,Q p或Q v则为反应物质的量为Δξ时的反应热,Δm(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。
测量其原理是能量守恒定律,样品完全燃烧放出的能量使热量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。
其关系如:Q v=-C vΔT (2-2)上式中负号是指系统放出热量,放热时系统的内能降低,而C v和ΔT均为正值。
系统除样品燃烧放出热量引起系统温度升高以外,其他因素:燃烧丝的燃烧,氧弹内N2和O2化合并溶于水中形成硝酸等都会引起系统温度的变化,因此在计算水当量及发热量时,这引起因素都必须进行校正,其校正值如下:(1)燃烧丝的校正:Cu-Ni合金丝:-3.138J·cm-1(2)酸形成的校正:(本实验此因素忽略)。
燃烧热的测定思考题--新10个实验问题

燃烧热的测定思考题1、开机的顺序是什么?2、搅拌太慢或太快对实验结果有何影响?3、燃烧样品萘时,内筒水是否要更换和重新调温?4、燃烧皿和氧弹每次使用后,应如何操作?5、氧弹准备部分,引火丝和电极需注意什么?6、测定量热计热容量与测定萘的条件可以不一致吗?为什么?7、量热计热容量的测定中,“氧弹充氧” 这步如何操作?8、实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗?9、药片是否需要干燥? 10、如何确保样品燃烧完全?11、充氧的压力和时间为多少?充氧后,将如何操作? 12、说出公式(10.0015)80V Q a J k -++=∆t 各项的意义? 13、搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响? 14、本实验中,那些为体系?那些为环境?15、压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响? 16、写出萘燃烧过程的反应方程式??17、水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低?低多少合适?为什么? 18、如何用萘的燃烧热资料来计算萘的标准生成热。
19、充氧量太少会出现什么情况?20、如何根据实验测得的Qv 求出Qpm ?写出公式?凝固点降低法测定摩尔质量预习思考题1、为了提高实验的准确度是否可用增加溶质浓度的方法增加值?2、冰浴温度过高或过低有什么不好?3、搅拌速度过快和过慢对实验有何影响?4、根据什么原则考虑加入溶质的量,太多或太少会有何影响?5、凝固点降低法测定摩尔质量使用范围内如何?6、凝固点下降是根据什么相平衡体系和哪一类相线?7、为什么要用空气套管,不用它对实验结果有何影响?8、若溶质在溶液中有离解现象,对摩尔质量的测定值有何影响?9、为什么要初测物质的凝固点?10、为什么会产生过冷现象?如何控制过冷程度? 11、测定溶液的凝固点时必须减少过冷现象吗?12、测定凝固点时,纯溶剂温度回升后有一恒定阶段,而溶液没有,为什么? 13、选做溶剂时,f K 大的灵敏度高还是f K 小的灵敏度高? 14、测定溶液凝固点时,过冷温度不能超过多少度? 15、溶剂和溶质的纯度与实验结果有关吗?16、如不用外推法求凝固点,一般 f T 会偏大还是偏小? 17、一般冰浴温度要求不低于溶液凝固点几度为宜?18、测定溶液的凝固点时析出固体较少,测得的凝固点准确吗? 19、若溶质在溶液中有缔合现象,对摩尔质量的测定值有何影响? 20、测定溶液的凝固点时析出固体较多,测得的凝固点准确吗?液体饱和蒸气压的测定预习思考题1. 真空泵在开关之前为什么要先通大气?2. 本实验中缓冲压力罐有什么作用?3. 如何判断等压计中的空气已被抽尽?4. 如何判断等压计中的气体和液体已达气液平衡?5. 实验测定时放入空气太多会出现什么情况?出现这种情况应当怎么办?6. 本实验如何求取液体的正常沸点?7. 实验开始前为什么要将压力计采零?如何由压力计读数计算液体的饱和蒸气压?8. 实验开始时抽气的目的是什么?9. 克—克方程的适用条件是什么?10.发生空气倒灌后为何要重新抽气?11.如何进行真空泵开启和关闭时的实验操作?12.如何进行压力计采零操作?13.如何设定控温仪的温度?该温度与恒温槽的实际温度是否一致?若不一致对本实验有无影响?14. 如何调节恒温槽使其实控温度至指定温度?15. 若放入空气太多,如何进行缓冲压力罐相关调节操作?16. 如何进行开始抽气时缓冲压力罐相关调节操作?17. 如何进行抽气完毕后缓冲压力罐相关调节操作?18. 如何正确控制等压计的抽气速率?为何要控制?19. 如何调平B、C两管的液面?20.本实验如何由不同温度下液体的饱和蒸气压求取液体的摩尔蒸发焓ΔΗ?双液系的气—液平衡相图预习思考题1.作乙醇—环己烷标准液的折光率—组成曲线的目的是什么?2.如何判断已达气液平衡?3.测定一定沸点下的气液相折光率时为什么要将待测液冷却?4.本实验加入沸石的目的是什么?5.乙醇—环己烷的折光率—组成工作曲线为一直线,两点即可定一线,本实验为何还要进行多点测定?6. 简述本实验是如何测定双液系的气—液平衡相图的?7.本实验在测定双液系的沸点和组成时,每次加入沸点仪中的两种液体是否应按记录表规定精确计量?为什么?8.我们测得的沸点和标准大气压下的沸点是否一致?为什么?9.蒸馏瓶中残余的环己烷-乙醇样品液对下一个试样的测定有没有影响?10.双液系的沸点—组成图分为哪几类?本实验属于哪一类?11.收集气相冷凝液的小槽容积过大对实验结果有无影响?12. 如何进行沸点仪在开始加热和温度接近沸点时的操作?13. 如何进行测定沸点后蒸馏瓶水浴冷却操作?14. 如何进行沸点仪气、液相取样操作?15. 折光仪在加样时应注意什么?如何操作?16. 如何进行折光仪加样后的调节操作?17. 如何进行折光仪读数操作?18. 如何进行折光仪测定前上下棱镜的乙醇清洗操作?为何要清洗?19. 如何设定超级恒温槽温度为30℃(实控温度)?20.本实验中超级恒温槽的作用是什么?原电池热力学预习思考题1、实验前为什么要读取室温?2、如何测定未知电池的电动势(操作)3、测定时为什么绝对不可将标准电池及原电池摇动、倾斜、躺倒和倒置?4、盐桥有什么作用?5、可逆电池应满足什么条件?应如何操作才能做到?6、在测量电池电动势时,尽管我们采用的是对消法,但在对消点前,测量回路将有电流通过,这时测得的是不是可逆电池电动势?为什么?7、为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?8、参比电极有什么作用?9、醌氢醌(Q ·QH2)电极有什么用途?10、电池在恒温(没测量)时为什么要将电钳松开?11、利用参比电极可测电池电动势,此时参比电极应具备什么条件? 12、如何制备醌氢醌(Q ·QH2)电极? 13、为何测电池电动势要用对消法?14、 如何由实验求电池的温度系数()∂∂p E T ? 15、选用作盐桥的物质应有什么原则? 16、如何进行校准化操作? 17、如何调节恒温槽温度?18、SDC-∏A 型电位差计测定电动势过程中如何修正? 19、如何使用甘汞电极,使用时要注意什么问题? 20、如何防止电极极化?溶液表面张力测定预习思考题1、实验时,为什么毛细管口应处于刚好接触溶液表面的位置?如插入一定深度将使表面张力偏大还是偏小?2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?3、实验中为什么要测定水的 P m ax?4、对测量所用毛细管有什么要求?5、在毛细管口所形成的气泡什么时候其半径最小?6、仪器常数与温度有关系吗?7、表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定?8、如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出,对实验结果有何影响?9、如何控制气泡的逸出速度?10、测定正丁醇溶液的表面张力时,浓度为什么要按低到高的顺序依次测定?11、温度变化对表面张力有何影响,为什么?12、测定时如何读取微压力计的压差?13、对同一试样进行测定时,每次脱出气泡一个或连串两个所读结果是否相同,为什么?14、如果几个气泡一齐出,可能是什么原因造成的?15、本实验为何要测定仪器常数?16、影响本实验结果的主要因素是什么?17、如何检验仪器系统漏气?18、从毛细管中逸出的气泡有什么要求?19、由0.5mol/l的正丁醇溶液稀释浓度为0.02mol/l正丁醇溶液50 ml,如何配制最简单?写出计算公式。
燃烧热实验测定不同物质的燃烧热值
燃烧热实验测定不同物质的燃烧热值引言:燃烧热是指单位质量物质完全燃烧时释放出的热量。
燃烧热的测定对于认识物质的性质、研究燃烧反应机理以及工业生产具有重要意义。
本文将介绍燃烧热实验测定不同物质燃烧热值的方法和应用。
一、燃烧热测定方法1. 单位质量法单位质量法是最常用的燃烧热测定方法之一。
实验中,将待测物质与氧气完全燃烧,通过测量产生的热量和物质质量的比值来求得燃烧热值。
例如,对于液体物质的测定,通常可以使用热量计测量产生的热量,再除以物质的质量得到燃烧热值。
2. 完全燃烧法完全燃烧法是一种较为准确的燃烧热测定方法。
在实验中,将待测物质与适量的氧气充分混合后进行完全燃烧,通过测量温度的变化和进气和出气的体积来计算燃烧热值。
以液体物质为例,实验中常使用流量计测量进气和出气的体积,并通过温度计测量燃烧前后的温度变化,进而推算出燃烧热值。
三、应用举例燃烧热测定在各个领域都有广泛的应用。
下面以几种常见物质为例,介绍其燃烧热值的测定和应用。
1. 纯净石墨纯净石墨的燃烧热值可通过燃烧实验测定得到。
实验结果表明,每克纯净石墨的燃烧热值约为33.6千焦/克。
这一数值在材料研究和工程设计中具有重要应用,可用于计算石墨材料的能量储存性能。
2. 甲醇甲醇是一种常见的有机化合物,其燃烧热值对于燃料开发和利用具有重要意义。
实验测定结果显示,每克甲醇的燃烧热值约为22.7千焦/克。
这一数值可作为评估甲醇燃料的能量密度和燃烧效率的重要参考。
3. 石油石油是重要的化石燃料资源,其燃烧热值的测定对于能源开发和利用至关重要。
经过实验测定,可以得出每克石油的燃烧热值约为47.4千焦/克。
这一数值可用于石油储备评估、燃料设计以及气候变化研究等方面。
结论:燃烧热实验测定可以准确地得到不同物质的燃烧热值,为认识物质性质、研究燃烧反应机理以及工业生产提供了重要依据。
通过单位质量法和完全燃烧法,可以对不同物质进行燃烧热值的测定。
燃烧热值的测定结果在材料研究、工程设计、能源开发和利用等领域具有广泛的应用。
燃烧焓的测定实验报告
燃烧焓的测定实验报告实验目的:通过实验测定燃烧反应的焓变,掌握燃烧焓的测定方法,加深对燃烧反应热力学性质的理解。
实验原理:燃烧焓是指在常压下,单位摩尔燃料完全燃烧时所释放的热量。
燃烧焓的测定实验是通过量热计测定燃料完全燃烧时释放的热量,从而计算出燃烧焓的数值。
在实验中,将燃料放入量热瓶中,点燃燃料使其完全燃烧,通过测定水温的变化来计算释放的热量,从而得到燃烧焓的数值。
实验仪器和试剂:1. 量热瓶。
2. 燃料(如甲醇、乙醇等)。
3. 点火装置。
4. 温度计。
5. 天平。
实验步骤:1. 将清洁干燥的量热瓶称重,记录下质量。
2. 在量热瓶中注入一定量的水,并记录下水的质量和初始温度。
3. 将一定质量的燃料加入量热瓶中,再次称重,记录下燃料的质量。
4. 点燃燃料使其完全燃烧,用温度计记录水温的变化。
5. 根据水的质量和温度变化,计算出燃烧释放的热量。
6. 根据燃料的质量和燃烧释放的热量,计算出燃烧焓的数值。
实验数据处理:根据实验测得的水的质量和温度变化,可以利用以下公式计算燃烧释放的热量:\[Q = mc\Delta T\]其中,Q为燃烧释放的热量,m为水的质量,c为水的比热容,ΔT为水温的变化。
根据燃料的质量和燃烧释放的热量,可以计算出燃烧焓的数值:\[ΔH = \frac{Q}{n}\]其中,ΔH为燃烧焓,Q为燃烧释放的热量,n为燃料的摩尔数。
实验结果:根据实验数据处理的结果,得到燃烧焓的数值为XXX kJ/mol。
实验结论:通过本实验的测定,我们成功地得到了燃烧焓的数值。
燃烧焓是燃料完全燃烧时释放的热量,是燃烧反应热力学性质的重要参数。
掌握燃烧焓的测定方法,对于研究燃烧反应的热力学性质具有重要意义。
实验中需要注意的问题:1. 在实验中要确保燃料完全燃烧,避免产生不完全燃烧产物。
2. 实验中要注意安全,避免燃料泄漏或燃烧引起的意外。
通过本次实验,我们对燃烧焓的测定方法有了更深入的理解,为今后的研究工作奠定了基础。
物化试验报告燃烧热的测定
物化试验报告燃烧热的测定实验名称:物质燃烧热测量实验实验目的:测定不同物质在常压条件下的燃烧热及计算标准燃烧热。
实验原理:燃烧热是指在恒定外压条件下单位摩尔物质在完全燃烧时释放出的热量。
计算燃烧热可以使用焦计量热仪来进行实验测定,该仪器可以直接测定样品燃烧过程中释放的热量。
实验步骤:1.准备实验设备与试剂:焦计量热仪、电子天平、酒精灯、试管、水槽等。
2.打开焦计量热仪,等待仪器预热至稳定状态。
3.用天平将待测物质称取一定质量的样品,记录下样品的质量。
4.将样品放置在焦计量热仪的试样舱中,关闭舱盖,开始实验。
5.点燃酒精灯,将火焰对准焦计量热仪的试样舱,使样品燃烧。
6.观察样品燃烧过程,直到完全燃烧结束后,关闭酒精灯。
7.通过计算焦计量热仪示数的变化,计算燃烧热的数值,并记录下实验数据。
8.重复以上步骤,对其他待测物质进行测定,得到一组数据。
9.根据实验数据,计算出每个物质的标准燃烧热,并进行对比分析。
实验数据:物质,质量(g),燃烧开始温度(℃),燃烧结束温度(℃),燃烧热(J/g)--------,---------,-----------------,-----------------,--------------物质B,1.5,30,78,8500实验结果分析:通过实验测定得到的燃烧热数据如上所示。
根据燃烧热的定义,我们可以计算出每个物质的标准燃烧热。
标准燃烧热的计算公式为:标准燃烧热=燃烧热/质量根据上述公式,计算得到各个物质的标准燃烧热如下所示:物质,标准燃烧热(J/g)--------,-----------------物质A,5000物质B,5667物质C,3571通过对比分析实验数据,可以得出以下结论:-物质C的标准燃烧热最小,而物质B的标准燃烧热最大。
说明物质B在燃烧过程中释放的热量最多,而物质C释放的热量最少。
-物质A的标准燃烧热较为中等,介于物质B和物质C之间。
-标准燃烧热的大小与物质的化学组成和结构有关,不同物质的标准燃烧热差异较大。
燃烧焓的测定实验报告
一、实验目的1. 通过实验测定物质燃烧时的热量变化,了解燃烧焓的概念和意义。
2. 掌握燃烧焓测定的基本原理和方法。
3. 学会使用氧弹式量热计进行实验操作,提高实验技能。
二、实验原理燃烧焓是指在一定条件下,1摩尔物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。
在恒压条件下测得的燃烧焓称为恒压燃烧焓,用ΔH表示;在恒容条件下测得的燃烧焓称为恒容燃烧焓,用ΔU表示。
根据热力学第一定律,恒压燃烧焓与恒容燃烧焓之间存在以下关系:ΔH = ΔU + PΔV其中,P为恒压燃烧焓,ΔV为燃烧过程中体积变化。
本实验采用氧弹式量热计测定燃烧焓,其基本原理是将一定量待测物质在氧弹中完全燃烧,燃烧时放出的热量使氧弹本身及周围介质(水)的温度升高。
通过测量温度变化,结合热容量计算,可求得燃烧焓。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:氧弹式量热计、电子天平、温度计、量筒、计时器、搅拌器等。
2. 试剂:甲烷气体、苯甲酸、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 称取一定量的甲烷气体,并充分混合。
2. 将混合气体注入氧弹燃烧室中,确保燃烧室内充满气体。
3. 将苯甲酸加入氧弹中,作为热量指示剂。
4. 将氧弹放入量热计的水槽中,并确保水槽内充满水。
5. 打开搅拌器,使水均匀搅拌。
6. 开始计时,待苯甲酸燃烧完成后,记录温度变化。
7. 重复实验多次,求取平均值。
五、实验数据与处理1. 记录实验过程中苯甲酸燃烧前后的温度变化,计算ΔT。
2. 计算实验过程中苯甲酸燃烧放出的热量Q:Q = mCΔT其中,m为苯甲酸质量,C为苯甲酸比热容,ΔT为温度变化。
3. 计算实验过程中甲烷燃烧放出的热量Q':Q' = mCΔT其中,m为甲烷质量,C为甲烷比热容,ΔT为温度变化。
4. 计算甲烷的燃烧焓ΔH:ΔH = Q' / n其中,n为甲烷物质的量。
六、实验结果与分析1. 实验过程中,苯甲酸燃烧放出的热量Q为3.28 kJ。
2. 实验过程中,甲烷燃烧放出的热量Q'为7.68 kJ。
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环己烷燃烧热的测定
一、目的要求
1.用氧弹量热计测定环己烷的燃烧热
2.了解氧弹量热计的原理、构造及使用方法。
3.掌握有关热化学试验中总热容量表定义温差校正的方法。
二、实验原理
环己烷外观与性状:无色液体,有刺激性气味。
熔点(℃):6.5(常温下呈液态)沸点(℃):80.7。
易燃液体。
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Q V ,Q V =ΔU 。
恒压条件下测得的燃烧热为恒压燃烧热Q p ,Q p =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:
()p V Q Q RT n g =+∆--------------------------(1)
其中: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。
本实验采用氧弹式量热计测量易燃液体环己烷的燃烧热。
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。
测量的基本原理是能量守恒定律。
一定量被测物质样品在氧弹中完全燃烧时,所释放的热量使氧弹本身及其周围的介质和量热计有关附件(氧弹、水桶、搅拌器及感温探头等设备)的温度升高,测量介质在燃烧前后温度的变化值 ,就能计算出该样品的燃烧热。
得出关系式为:
()V m m Q Q qV C m C T M
+
+=+∆样品
计铁丝铁丝水水 实验中忽略qV 的影响;则关系式变为:
()V m m Q Q C m C T M
+=+∆样品计铁丝铁丝
水水------------------------------(2) k=(m 水C 水+C 计) (K 为仪器常数)
13.4681)
-4712.8)/(15.1*12.65+-26477*T (0.6222K ∆≈+∆+= lQ mQv nRT
Qv Qp
式中:Q V ——样品的恒容燃烧热 (J ·g-1); m 样品——样品的质量 (g);
C 计——量热计热容,它包括氧弹、量热计及水的热容 (J ·K-1); ΔT ——准确温差 (K);Cu -Ni 丝为-3136.2 J ·g-1;
Q 铁丝——点火丝燃烧热。
铁丝为-6696.4 J ·g-1、镍丝为-3158.9 J ·g-1。
要测量样品的Q V 必须先知量热计的热容C 计,测定的方法是用一定量已知燃烧热的标准物质(常用苯甲酸,Q V =—26477J ·g-1)在相同条件下进行试验,
测量其温差,经校正为真实温差后代入(4-1)式,算出值C。
用已知燃烧热的物
计
质(本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧,测其始末温度求出T。
便可据上式求出K,再用求得的K值作为已知数求出待测物(环己烷)的燃烧热。
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。
应作如下校正:通常样品燃烧后温上升为 1.5~2.0℃,在燃烧前后观测水温变化,将水温对时间作图,联成折线FHED,如图2所示。
图中C点相当于开始之点,D点为观测到的最高温度。
对H点对应的温度T1和G点对应的温度T2的平均为T,经T点作横坐标的并行线TO与折线交于O,然后过O点作垂直线ab分别与FH和GE交F、E两点,这两个交点所示间隔温度即所求真实温差ΔT。
三、仪器和药品
1.仪器:氧弹量热计1台(配电脑),压片机1台,充氧器1台,氧气钢瓶1个,电子天平(精度为0.1g、0.001g各一台)。
2.药品:点火丝;苯甲酸(标准物质);环己烷(分析纯),医用胶囊若干个,
四、实验步骤
1 氧弹计仪器常数k的测定
1)样品压片
首先用台称称取0.6g左右苯甲酸,将样品压成片状为止,将此样品表面的碎屑除去,在分析天平上准确称重。
2)装置氧弹
打开氧弹盖,将氧弹内壁擦干净,特别是电极下端的不锈钢接线柱更应擦干
净。
把氧弹盖放到架子上,样品放入燃烧皿中,量取 10cm 的点火丝,将点火丝的两端分别与两电极相连,用小镊子将点火丝弯成V 形,使其底端与药片接触,轻摇氧弹盖确认点火丝与药片仍接触良好,小心旋紧氧弹盖。
3)氧弹内充入高压氧气
首先将氧气钢瓶与充氧装置连接好,打开氧气钢瓶总开关,然后顺时针转动低压表压力调节螺杆,使低压表数为15大气压。
将装置好的氧弹放在充气口下端,按住上面的手柄至表头指针不动为止,充氧半分钟,松开手柄。
将氧弹放入内桶水中,内桶中的水不应没过电极
4)燃烧和测量温度
打开计算机,进入燃烧热测定系统
(1)进行系统设置
测试内容——热容量
采用公式——国标公式
标准物质热量——为苯甲酸的热值(26460J/g)
点火丝——为点火丝燃烧放出的热量
(2)实验测试
用容量瓶准确量取蒸馏水3000ml,倒入盛水桶中,水面盖过氧弹,注意其水温应比夹套中的水温低0.5℃。
点击实验测试,输入编号和试样重量,然后开始实验。
开启“点火”按钮,每隔15s记录一次,记录6-8次。
计算机将会把感温探头测量的温度自动记录下来,并进行数据处理。
当温度明显升高时,说明点火成功,继续记录,得出一系列曲线点,停止实验。
取出氧弹,放出余气,打开氧弹盖,检查样品的燃烧结果。
是否完全燃烧,准确称量剩余点火丝的质量,最后得出热容量值。
2液体试样环己烷燃烧热的测定
1)为了找到液体的最佳放置方法,做了如下尝试:
(1)把液体直接置于燃烧皿中用点火丝引燃。
(2)把液体与苯甲酸按一定的比例混合置于药用胶囊中。
(3)把液体直接置于药用胶囊中,但药用胶囊中留有空隙。
(4)把液体直接置于药用胶囊中,尽可能的充满胶囊。
(此方法最佳)
2)为了找到点火丝的最佳放置方式,做了如下尝试:
(1)点火丝缠成螺旋状置于样品上。
(2)在点火丝上缠些脱脂棉。
(3)把点火丝两端折叠(4—5cm )拧在一起,中间留 1cm 左右并缠成螺旋,把样品置于螺旋内部。
(此方法最佳) 3 药用胶囊燃烧热的测定
将几个胶囊套在一起,准确称取质量,直接放入燃烧皿中,点火丝成螺旋状缠绕胶囊,装入氧弹充氧测量。
(实验步骤同上) 4 液体样品环己烷燃烧热的测定 (1)准确称量一个药用胶囊的质量.
(2)装样 打开药用胶囊,用胶头滴管吸取环己烷分别滴入胶囊的两截使液体与外缘平行,然后使胶囊两截接触,慢慢挤压排出多余的液体,让液体完全充满胶囊,最后扣紧两截,擦干胶囊外壳,再准确称取质量。
(3)装入氧弹充氧测量 五、原始数据记录
实验数据:
苯甲酸
时间顺序
温度 时间顺序 温度 时间顺序
温度 1 11 21 2 12 22 3 13 23 4 14 24 5 15 25 6 16 26 7 17 27 8 18 28 9 19 29 10
20
30
环己烷 胶囊 苯甲酸 物品重量(g ) 点火丝长度(cm)
胶囊(g)
环己烷
时间顺序温度时间顺序温度时间顺序温度
1 11 21
2 12 22
3 13 23
4 14 24
5 15 25
6 16 26
7 17 27
8 18 28
9 19 29
10 20 30
胶囊
时间顺序温度时间顺序温度时间顺序温度
1 11 21
2 12 22
3 13 23
4 14 24
5 15 25
6 16 26
7 17 27
8 18 28
9 19 29
10 20 30
六、注意事项
(1)氧气减压闹应严禁接触油脂,以免发生火警事故
(2)减压阀应避免撞击和振动,不可与腐蚀性物质相接触
(3)停止工作时,应将减压阀中的余气放尽,然后拧松调节螺杆,以免弹性元件良久受压变形。
备注:
环己烷燃烧热测定实验成员
姓名学号
黄尼南10701040345 霍明学10701040349 张玉全10701040326。