1、韩山师范学院化学系化学专业物化实验课实验报告班级 20011312 学号 23 姓名高旺珠 同组 陈红乳、 吴和生 评分 实验日期: 2004 年 3 月 31 日 室温 19.0。 C 气压 101.53*103Pa 教师 实验题目：燃烧热的测定（）用氧弹量热计测定萘的燃烧热实验目的：1、通过萘的燃烧热测定，了解氧弹量热计各主要部件的作用，掌握燃烧热的测定技术。2、了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。3、学会图解法校正温度改变值。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(Q V)，恒容燃烧热等于这个过程的内能变化 (U)。在恒
2、压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q P)，恒压条件下的燃烧热等于这个过程的热焓变化(H) 。若把参加反应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：QPQ VnRT (式 1)式中：n 为产物与反应物中气体物质的量之差；R 为气体常数；T 为反应的热力学温度。若测得某物质恒容燃烧热或恒压燃烧热中的任何一个，就可根据上式计算另一个数据。必须指出，化学反应的热效应(包括燃烧热) 通常是用恒压热效应(H)来表示的。测量化学反应热的仪器称为量热计(卡计) 。本实验采用氧弹式量热计测量萘的燃烧热，由于用氧弹卡计测定物质的燃烧热是在恒容条件下进行的，所以测得的为恒容燃烧热(Q V)。测量的基
3、本原理是将一定量的待测物质样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质(本实验用水) 的温度升高。通过测定燃烧前后卡计(包括氧弹周围介质)温度的变化值，就可以求算出该样品的燃烧热。其关系式如下：QVW 卡 TQ 点火丝 *m 点火丝 (式 2)rMm式中：m 为待测物质的质量 (g)；M r 为待测物质的相对分子质量； QV 为待测物的摩尔燃烧热；Q 点火丝 点火丝的燃烧热 (如果点火丝用铁丝，则 Q 点火丝6.694KJg) ；m 点火丝 为点火丝的质量； T 为样品燃烧前后量热计温度的变化值；W 卡 为量热计(包括量热计中的水) 的水当量，它表示量热计(包括介质)每升高一
4、度所需要吸收的热量，量热计的水当量可以通过已知燃烧热的标准物(如苯甲酸，他的恒容燃烧热 QV36.460KJg)来标定。已知量热计的水当量以后，就可以利用 QVW 卡 TQ 点火丝 *m 点火丝 通过实验测定其他物质的燃rM烧热。实验仪器：GR 3500 型氧弹式热计(00306940 1) 、 压片机、点火丝、SX1 数显温度计热量计控制器(00308952)、RK1主要试剂：苯甲酸、萘、铁丝、Q 点火丝 3136.2Jg (CuNa 合金)、Q V 苯甲酸 24.460KJg，H 萘 298K5153.9KJmol 文献值实验步骤：1、量热计的水当量(W 卡 )的测定(1)、样品压片：压片
5、前，先检查压片用钢膜，如发现钢模有铁锈、油污和尘土等，必须擦净后，才能进行压片。用台称称取约 0.6g 苯甲酸，用分析天平准确称量一段点丝(约 15cm)的质量，将铁丝穿在钢模的底板内，然后将钢模底板装进模子中，从上面倒入已称好的苯甲酸样品，徐徐旋紧压片机的螺杆，直到将样品压成片状为止。抽去模底的托板，再继续向下压，使模底和样品一起脱落。将此样品表面的碎屑除去，在分析天平上的准确称量后即可供燃烧热测定用。(2)、装置氧弹：拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢接线柱更要擦干净。挂上金属小杯，小心将压好的片状试样的点火丝两端分别紧绕在电极的下端。旋紧氧弹盖，用万用表检查两电极是否通
6、路。若通路，则旋紧氧弹出气口后就可以充氧气。连接氧气钢瓶和氧气表，并用高压铜线管与氧弹进气管连接。打开氧气钢瓶上端的氧气出口阀，此时表 1 所指压力即为氧气瓶中的氧气压力。然后略为旋紧减压阀( 即打开减压阀出口 )，同时打开氧弹的放气管，以排除氧弹内的空气。待氧弹内的空气排除后，随即拧紧氧弹放气管，再继续旋紧减压阀，使表 2 上的压力读数约为 15atm。放松(即关闭)减压阀，此时氧弹中约充有 15atm 的氧气。取下氧弹，关闭氧气钢瓶上端的阀门，打开减压阀放掉管道和氧气表中的余气。(3)、燃烧和测量温度：将充好氧气的氧弹再用万用表检查两电极间是否通路，若通路则可将氧弹放入量热计的盛水桶内。用
7、量筒准确取自来水 3000mL，倒入盛水桶内。装好搅拌马达，盖好盖子，将已连接好的贝克曼温度计插入水中，用导线将氧弹两电极与点火丝相连，然后开动搅拌马达。待温度上升稳定后，每隔一分钟读一次贝克曼温度计的度数，这样继续 10 分钟，迅速合上点火开关进行通电点火，若点火丝上指示灯亮后熄灭，温度迅速上升，这表示氧弹内样品已燃烧。若指示灯亮后不熄，表示点火丝没有烧断，应立即加大电流引发燃烧。若指示灯根本不亮或者虽加大电流也不熄灭，而且温度也不见迅速上升，则表明点火没有成功，此时需打氧弹检查原因。自合上点火开关后，读数改为每隔30 秒钟一次，约一分钟内温度迅速上升，当温度升到最高点后，读数仍可以一分钟一
8、次，继续记录温度 10 分钟。实验停止后，小心取下贝克曼温度计，取出氧弹，打开氧弹出气口，放出余气。最后旋开氧弹盖，检查样品燃烧的情况。若氧弹中没有未燃尽的剩余物，表示燃烧完全；反之，则表示燃烧不完全，实验失败。取出燃烧后剩下的点火丝称重，自点火丝质量中减去。按照同样的操作手续，用第二份苯甲酸样品再作一次实验。2、萘的燃烧热的测定：称取 0.6g 左右的萘两份，按上法进行压片、燃烧等实验操作二次。实验完毕后，洗净氧弹，倒出卡计盛水桶中的自来水，并擦干待下次实验用。数据记录 和处理： 苯甲酸：m 丝样 0.5767g,m 丝 0.0195g,t19.0,m 余 0.0186g1min 18.49
9、6 18.498 18.500 18.501 18.503 18.504 18.505 18.507 18.508 18.50919.050 19.292 19.394 19.488 19.478 19.497 19.510 19.518 19.524 19.52730s19.529 19.531 19.532 19.532 19.53311min 19.533 19.532 19.531 19.531 19.530 19.529 19.528 19.529 19.527 19.526m 丝样 0.5970g,m 丝 0.0203g,t19.0,m 余 0.0155g1min 18.513 1
10、8.522 18.527 18.531 18.534 18.537 18.539 18.542 18.544 18.54719.079 19.364 19.466 19.517 19.550 19.572 19.586 19.594 19.600 19.60430s19.607 19.609 19.611 19.612 19.613 19.61421min 19.615 19.615 19.615 19.616 19.617 19.618 19.619 19.620 19.620 19.621萘：m 丝样 0.6477g ,m 丝 0.0216g,t 19.5,m 余 0.0020g1min
11、18.424 18.428 18.431 18.434 18.437 18.439 18.442 18.444 18.446 18.44830s 19.364 19.824 19.980 20.069 20.117 20.146 20.164 20.176 20.183 20.18820.191 20.192 20.193 20.19411min 20.193 20.193 20.192 20.191 20.190 20.188 20.187 20.186 20.184 20.183m 丝样 0.0.5258g,m 丝 0.0201g,t19.0,m 余 0.0177g1min 18.249
12、18.257 18.263 18.266 18.270 18.273 18.276 18.279 18.283 18.28618.982 19.337 19.496 19.575 19.619 19.647 19.664 19.676 19.683 19.68930s19.692 19.694 19.696 19.697 19.698 19.69921min 19.700 19.700 19.701 19.701 19.701 19.702 19.702 19.703 19.703 19.7031、按作图法求出苯甲酸燃烧引起量热计温度的变化值。计算量热计的水当量(W 卡 )，并求二次实验所得水
13、当量的平均值。从图(苯甲酸)可知，T 19.5718.521.05，根据(式 2)可得：W 卡 (式 3)TmQMV点 火 丝点 火 丝 * 05.1)0186.95.(*362421.09576. 0.1090KJ109.0J从图 2(苯甲酸)可知，T 19.590 18.5151.075，代入式 3 可得:W 卡 075.1)015.2.(*642*1.03597. 0.1221KJ122.1J 115.6J卡 2.2、按作图法求出萘燃烧引起的量热计温度变化值，并计算萘的恒容燃烧热(Q V)(两次实验平均燃烧热)。由图(萘) 可知，T 20.190 18.4201.770，由式 2 可得：
14、QV 式 4MmTW点 炎 丝点 火 丝卡 * 17.28064. )02(3156.029.29KJg由图 2(萘) 可知，T 19.70 18.201.50，代入式 4 可得：QV 17.2805. )(*36*16.043.34KJg 128.174655.1KJmolV234.9.3、根据式 1，由萘的恒容燃烧热(Q V)计算萘的恒压燃烧热 (QP)因实验温度为 t19.0，即 T292.15K,由反应方程式 C10H8+12O210CO 2+4H2O 可知，n=一 2,所以 QPQ VnRT4655.1KJmol28.314292.15Jmol 4650.2KJ mol4、由物理化学数据手册查出萘的恒压燃烧热(Q P)，计算本次实验的误差。绝对误差4650.25153.9503.7KJ相对误差 100%9.8%9.51370问题讨论：1、为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正？答：因为量热计壁高度抛光，这是为了减少热量辐射，量热计和套壳间设置一层挡屏，以减少空气的对流。但是，热量的仍然无法避免，这可以是由于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高，也可以是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低，因此，燃烧前后温度的变化值不能直接准确测量，而必须经过作图法进行较正。
