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兰州交通大学:《物理化学》课程教学资源(实验指导)燃烧焓的测定

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燃烧焓的测定 一.实验目的: 1.使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 2.了解量热计的原理和构造,掌握其使用方法。 3.掌握贝克曼温度计的使用方法。 二.实验原理: 当的条件下,许多有机物都能迅速而完全地进行氧化反应,这就为准确测定他们的 燃烧热创造了有利条件。在实验中用压力为2.5~3MPa的氧气作为氧化剂。用氧弹量热计进 行实验时,在量热计与环境没有热交换的情况下,实验时保持水桶中水量一定,可写出如下 的热量平衡式: -Qxa×b+qixc=-K△ (1) 式中:Q,一被测物质的定容热值,Jg:a一被测物质的质量g:q1一引火丝的热值,Jg(铁丝 为-6694J/g):b一烧掉了的引火丝质量,g:g2,棉纱线的热值(铁丝为-6694Jg:c,棉纱线 以△P。表示。在氧弹量热计中可得物质得定容摩尔燃烧热△Um。如果将气体看成是理想 的,且忽略压力对燃烧热的影响,则可由下式将定容燃烧热换算为标准摩尔燃烧热: △ePm=AeUm+△nRT(2) 式中,△m一燃烧前后气体的物质的量的变化。 实际上,氧弹式量热计不是严格的绝热系统,加之由于传热速度的限制,燃烧后由最低 温度达最高温度须 一定的时间,在这段时间里系统与环境难免发生热交换,因此从温度计 读得的温度就不是真实的温差△。为此,必须对读得的温差进行校正,下面是常用的经验 公式: A=(+V1)m/2+V1xr(3) 式中:一点火前,每半分钟量热计的平均温度变化: 一样品燃烧使量热计温度达到最高而开始下降后 每半分钟的平均温度变化 M一点火后,温度上升很快(大于每分钟0.3℃)的半分钟间隔数: 一点火后,温度上升较慢的半分钟间隔数。 在考虑了温差校正后,真实温差△t应该是: 式电. -点火前读得量热计的最低温度 降的个读数。其意义可由时间一温度曲线来说 1一点火后,量热计达到最高温度后,开始下 从(1)式可知,要测得样品的Q,必须知道仪器常数K。测定的方法是以一定量的己 知燃烧热的标准物质(常用苯甲酸)在相同条件下进行实验,测得1、【:,并用(3)式 算出△1后,就可按(I)式算出K值。 三.实验步骤: 1.在台称上称约0.8g苯甲酸,在压片机上压片,除去片上粘附的粉末,在分析天平上准 确称量。 2.用手拧开氧弹盖,将盖放在专用架上。 3.剪取10cm左右的引火丝,15cm左右的棉纱线,分别放在天平上称量后,将引火丝绕在

燃烧焓的测定 一.实验目的: 1. 使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 2. 了解量热计的原理和构造,掌握其使用方法。 3. 掌握贝克曼温度计的使用方法。 二.实验原理: 在适当的条件下,许多有机物都能迅速而完全地进行氧化反应,这就为准确测定他们的 燃烧热创造了有利条件。在实验中用压力为 2.5~3MPa 的氧气作为氧化剂。用氧弹量热计进 行实验时,在量热计与环境没有热交换的情况下,实验时保持水桶中水量一定,可写出如下 的热量平衡式: -Qv×a - q1×b+ q2×c = K△t (1) 式中:Qv—被测物质的定容热值,J/g;a—被测物质的质量 g;q1—引火丝的热值,J/g(铁丝 为-6694J/g);b—烧掉了的引火丝质量,g;q2,棉纱线的热值(铁丝为-6694J/g);c,棉纱线 的质量,g;K—量热计常数 J/K,△t—与环境无热交换时的真实温差,K。 标准燃烧热是指在标准状态下,1mol 物质完全燃烧成同一温度的指定产物的焓变化, 以△cHφ m 表示。在氧弹量热计中可得物质得定容摩尔燃烧热△cUm。如果将气体看成是理想 的,且忽略压力对燃烧热的影响,则可由下式将定容燃烧热换算为标准摩尔燃烧热: △cHφ m =△cUm +△nRT (2) 式中,△n—燃烧前后气体的物质的量的变化。 实际上,氧弹式量热计不是严格的绝热系统,加之由于传热速度的限制,燃烧后由最低 温度达最高温度须一定的时间,在这段时间里系统与环境难免发生热交换,因此从温度计上 读得的温度就不是真实的温差△t。为此,必须对读得的温差进行校正,下面是常用的经验 公式: △t=(V+V1)m/2+V1×r (3) 式中:V—点火前,每半分钟量热计的平均温度变化; V1—样品燃烧使量热计温度达到最高而开始下降后,每半分钟的平均温度变化; M—点火后,温度上升很快(大于每分钟 0.3℃)的半分钟间隔数; r—点火后,温度上升较慢的半分钟间隔数。 在考虑了温差校正后,真实温差△t 应该是: △t=t 高-t 低+△t 校正 式中:t 低—点火前读得量热计的最低温度;t 高—点火后,量热计达到最高温度后,开始下 降的第一个读数。其意义可由时间—温度曲线来说。 从(1)式可知,要测得样品的 Qv,必须知道仪器常数 K。测定的方法是以一定量的已 知燃烧热的标准物质(常用苯甲酸)在相同条件下进行实验,测得 t 高、t 低,并用(3)式 算出△t 校正后,就可按(1)式算出 K 值。 三.实验步骤: 1. 在台称上称约 0.8 g 苯甲酸,在压片机上压片,除去片上粘附的粉末,在分析天平上准 确称量。 2. 用手拧开氧弹盖,将盖放在专用架上。 3. 剪取 10cm 左右的引火丝,15cm 左右的棉纱线,分别放在天平上称量后,将引火丝绕在

棉纱线上,将药片绑紧,然后将引火丝的两端在引火电极上缠紧,使药片悬在坩埚上方。 用万用表检查二电极是否通路,拧紧氧弹 关好出口,拧下进气管上的螺钉,导气管的另一端与氧气钢瓶上的氧气减压阀连接,打 开钢瓶阀门及减压阀缓缓进气,达1.1Mp,稳定1~2分钟后,关上阀门及诚压阀,拧 下氧弹上的导气管螺钉,再次检查电极是否通路。 6.量热计水夹中装入自来水,用量筒量取3升自来水装入干净的铜水桶中,水温较夹套水 温低0.5℃左右。确定点火按钮的位置。在两极上接上点火线,装上己调好的贝克曼温 7.筱建度激魏善奉稳雍搅并筹读点火前最初阶段的温度,每隔半分钟读一次,可根据情 况读410次,读数完毕,立即按电钮点火。 8.继续每半分钟读数,至温度开始下降后,再读取最后阶段的10次读数,停止实验。 9.用同样方法在台秤上称取约0.6g茶进行压片,其余操作与前相同。 10.实验完毕,清洗仪器,关闭电源,整理实验台。 28020 燃烧焓测定的实验装置一—氧弹量热计 四。数据处理: 1.列出温度读数记录表格,在直角坐标纸上作图,用外推法计算△1:E,计算量热计常数。 2.计算萘的标准摩尔燃烧热△”,并与文献值比较,计算其误差。 五,讲课重点: 量热计的工作原理及燃烧热的测定原理: 2。量热计常数和标准摩尔生成热的计算。 3.贝克曼温度计的使用、氧弹量热计系统的具体操作及注意事项。 六。讲课难点:

棉纱线上,将药片绑紧,然后将引火丝的两端在引火电极上缠紧,使药片悬在坩埚上方。 4. 用万用表检查二电极是否通路,拧紧氧弹。 5. 关好出口,拧下进气管上的螺钉,导气管的另一端与氧气钢瓶上的氧气减压阀连接,打 开钢瓶阀门及减压阀缓缓进气,达 1.1Mpa,稳定 1~2 分钟后,关上阀门及减压阀,拧 下氧弹上的导气管螺钉,再次检查电极是否通路。 6. 量热计水夹中装入自来水,用量筒量取 3 升自来水装入干净的铜水桶中,水温较夹套水 温低 0.5℃左右。确定点火按钮的位置。在两极上接上点火线,装上已调好的贝克曼温 7. 度计,盖好盖子,开动搅拌器。 待温度变化基本稳定后,开始读点火前最初阶段的温度,每隔半分钟读一次,可根据情 况读 4~10 次,读数完毕,立即按电钮点火。 8. 继续每半分钟读数,至温度开始下降后,再读取最后阶段的 10 次读数,停止实验。 9. 用同样方法在台秤上称取约 0.6g 萘进行压片,其余操作与前相同。 10.实验完毕,清洗仪器,关闭电源,整理实验台。 燃烧焓测定的实验装置——氧弹量热计 四.数据处理: 1.列出温度读数记录表格,在直角坐标纸上作图,用外推法计算△t 校正,计算量热计常数。 2.计算萘的标准摩尔燃烧热△cHφ m,并与文献值比较,计算其误差。 五.讲课重点: 1. 量热计的工作原理及燃烧热的测定原理; 2. 量热计常数和标准摩尔生成热的计算。 3. 贝克曼温度计的使用、氧弹量热计系统的具体操作及注意事项。 六.讲课难点:

1.量热计的工作原理及燃烧热的测定原理: 2.贝克曼温度计的使用、氧弹量热计系统的具体操作及注意事项。 七.思考题:P362,4

1.量热计的工作原理及燃烧热的测定原理; 2.贝克曼温度计的使用、氧弹量热计系统的具体操作及注意事项。 七.思考题:P36 2,4

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