苯甲酸燃烧热的测定
燃烧热的测定实验步骤
燃烧热的测定测定方法:用已知燃烧热的物质(苯甲酸)标定出。
测水当量:)(-始终苯甲酸K J T T Q W /=)/(mol J wM T T W Q v )-(=’始‘终,样品⋅测样品燃烧热:1、仪器热容(水当量)的测定将粗称好的(约0.8g)已知燃烧热的样品(苯甲酸)在压片机上压成片状(防止充氧时将样充散,注意不要压的太紧),用称量好的燃丝和棉线将样品片绑好,经准确秤量后装入氧弹(氧弹内事先放入约1mL水),并充入10atm氧气。
将氧弹放入内筒中。
目的:1、吸收反应生成的NO气体;22、便于清洗氧弹。
将比外筒水温低约1℃的2500ml自来水装入内筒(内筒事先需擦干)中,打开内外筒搅拌器。
在外筒装入普通温度计和温差测量仪,将温差测量仪的温度值设定为0,稳定后分别读数并记录。
将温差测量仪移入内筒中,其读数应比外筒读数低0.3~1.0度,否则须更换内筒水。
待温度稳定后(约需2~5分钟),开始绘制内筒T~t曲线,5分钟后开始点火,待温度升至最高点后,再测量5分钟即可停止测量。
仪器热容(水当量)的计算:仪器热容:量热计每升高1K 所需的热量。
TQ Q Q Q T Q W v v v ∆=∆=生成热硝酸棉线燃丝苯甲酸+++,,,RTn U H g )(∆+∆=∆苯甲酸苯甲酸)()()(11,--⋅⋅∆mol g M g m mol J U Q v 苯甲酸苯甲酸=燃烧后燃烧前燃丝燃丝燃丝-=W W W g W g J U Q v =∆∆⋅⋅∆-,)()(1,棉线棉线棉线=W g J U Q v )(1,-⋅∆内筒温差变化的校正(雷诺曲线):内筒温度的不准确是由于内筒(体系)和外筒(环境)间存在热漏产生的。
产生热漏的原因是内、外筒间存在辐射和对流而使所测温度产生误差,可通过在外筒上加盖和将内筒壁抛光减小该误差,但不能消除,因此须对内筒始终温进行校正。
AA’:从开始燃烧到温度上升至环境温度这一段时内,由环境辐射进来和搅拌引进的能量而造成体间Δt1系温度的升高必须扣除。
实验1。燃烧热实验报告-萘,苯甲酸
实验5 燃烧热的测定一、实验目的1、用氧弹量热计测定萘的燃烧热,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相互关系2、了解氧弹量热计的原理、构造及其使用方法,掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。
3、掌握用雷诺图解法校正温度的改变值。
二、实验原理燃烧热是1mol 物质完全氧化时的反应热效应。
“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,如在碳被氧化成CO 2(气),氢被氧化成H 2O (液),硫被氧化成SO 2对于有机化合物,通常利用燃烧热的基本数据求算反应热。
燃烧热可在恒容或恒压条件下测定,由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功的情况下,恒容燃烧热Q (气)等。
V =ΔU ,恒压燃烧热Q P =ΔH 。
在体积恒定的氧弹式量热计中测得的燃烧热为Q V ,而通常从手册上查得的数据为Q P p V Q Q RT n =+∆,这两者可按下列公式进行换算式中,△n(g)——反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差; R——气体常数;T——反应温度,用绝对温度表示。
通常测定物质的燃烧热,是用氧弹量热计,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的温度升高,测量介质在燃烧前后温度的变化值ΔT ,就能计算出该样品的燃烧热。
在盛有水的容器中,放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹,然后使样品完全燃烧,放出的热量传给水及仪器,引起温度上升。
若已知水量Wg ,水的比热为c ,仪器的水当量为W ˊ(量热计每升高一度所需的热量),燃烧前后的温度变化为ΔT ,则mg 物质的燃烧热为:,() (2)V L m Q lQ cW W T M−−=+∆样 式中:M 为样品的相对分子质量;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。
水当量WWˊ的求法是:用已知燃烧热的物质(本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧,测其始末温度,求出T∆,便可据式(2)求出WWˊ。
物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘(优选.)
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华南师范大学实验报告课程名称物理化学实验实验项目燃烧热的测定【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区别。
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,掌握氧弹量热计的实验技术。
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(O v),恒容燃烧热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(Q p),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:c H m = Q p=Q v +Δn RT(1)本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。
测量的基本原理是将一定量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。
氧弹是一个特制的不锈钢容器(如图)为了保证化妆品在若完全燃烧,氧弹中应充以高压氧气(或者其他氧化剂),还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水,而几乎不与周围环境发生热交换。
但是,热量的散失仍然无法完全避免,这可以是同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校正。
放出热(样品+点火丝)=吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计) 量热原理—能量守恒定律在盛有定水的容器中,样品物质的量为n 摩尔,放入密闭氧弹充氧,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,即量热计及水每升高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T 1、T 2,则此样品的恒容摩尔燃烧热为:nT T C Q m V )(12,--= (2) 式中,Qvm 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol -1);n 为样品的摩尔数(mol);C 为仪器的总热容(J·K -1或J / oC)。
燃烧热的测定(华南师范大学物化实验)
华南师范大学实验报告燃烧热的测定一、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烧热的差别与联系。
(2)测定萘的燃烧热,掌握量热技术基本原理。
(3)了解氧弹卡计的基本原理,掌握氧弹卡计的基本实验技术。
(4)使用雷诺校正法对温度进行校正。
二、实验原理2.1基本概念1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量,即为物质的标准摩尔燃烧焓,用表示。
若在恒容条件下,所测得的1mol物质的燃烧热则称为恒容摩表示,此时该数值亦等于这个燃烧反应过程的热力学能变尔燃烧热,用Q V,mΔr U m。
同理,在恒压条件下可得到恒压燃烧热,用Q p,m表示,此时该数值亦等于这个燃烧反应过程的摩尔焓变Δr H m。
化学反应的热效应通常用恒压热效应Δr H m来表示。
假若1mol物质在标准压力下参加燃烧反应,恒压热效应即为该有机物的标准摩尔燃烧热。
把燃烧反应中涉及的气体看做是理想气体,遵循以下关系式:Q p,m=Q V,m+(ΣV B)RT ①2.2氧弹量热计本实验采用外槽恒温式量热计,为高度抛光刚性容器,耐高压,密封性好。
量热计的内筒,包括其内部的水、氧弹及其搅拌棒等近似构成一个绝热体系。
为了尽可能将热量全部传递给体系,而不与内筒以外的部分发生热交换,量热计在设计上采取了一系列措施。
为了减少热传导,在量热计外面设置一个套壳。
内筒与外筒空气层绝热,并且设置了挡板以减少空气对流。
量热计壁高度抛光,以减少热辐射。
为了保证样品在氧弹内燃烧完全,必须往氧弹中充入高压氧气,这就要求要把粉末状样品压成片状,以免充气时或燃烧时冲散样品。
2.3量热反应测量的基本原理量热反应测量的基本原理是能量守恒定律。
通过数字式贝克曼温度计测量出燃烧反应前后的温度该表ΔT,若已知量热计的热容C,则总共产生的热量即为Q V=CΔT。
那么,此样品的摩尔恒容燃烧热为②式是最理想的情况。
但由能量守恒原理可知,此热量Q V的来源包括样品燃烧放热和点火丝放热两部分。
物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘
华南师范大学实验报告课程名称物理化学实验实验项目燃烧热得测定【实验目得】①明确燃烧热得定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热得区别。
②掌握量热技术得基本原理,学会测定奈得燃烧热。
③了解氧弹卡计主要部件得作用,掌握氧弹量热计得实验技术.④学会雷诺图解法校正温度改变值。
【实验原理】燃烧热就是指1摩尔物质完全燃烧时所放出得热量。
在恒容条件下测得得燃烧热称为恒容燃烧热(O v),恒容燃烧热这个过程得内能变化(ΔU)。
在恒压条件下测得得燃烧热称为恒压燃烧热(Q p),恒压燃烧热等于这个过程得热焓变化(ΔH)。
若把参加反应得气体与反应生成得气体作为理想气体处理,则有下列关系式:cH m = Q p=Q v +ΔnRT (1)本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖得燃烧热。
测量得基本原理就是将一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧,燃烧时放出得热量使卡计本身及氧弹周围介质(本实验用水)得温度升高。
氧弹就是一个特制得不锈钢容器(如图)为了保证化妆品在若完全燃烧,氧弹中应充以高压氧气(或者其她氧化剂),还必须使燃烧后放出得热量尽可能全部传递给量热计本身与其中盛放得水,而几乎不与周围环境发生热交换。
但就是,热量得散失仍然无法完全避免,这可以就是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高,也可以就是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计得温度降低。
因此燃烧前后温度得变化值不能直接准确测量,而必须经过作图法进行校正。
放出热(样品+点火丝)=吸收热(水、氧弹、量热计、温度计)量热原理—能量守恒定律在盛有定水得容器中,样品物质得量为n摩尔,放入密闭氧弹充氧,使样品完全燃烧,放出得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、搅拌器与水)得总热容为C(通常称为仪器得水当量,即量热计及水每升高1K所需吸收得热量),假设系统与环境之间没有热交换,燃烧前、后得温度分别为T1、T2,则此样品得恒容摩尔燃烧热为:(2)式中,Qvm为样品得恒容摩尔燃烧热(J·mol—1);n为样品得摩尔数(mol);C为仪器得总热容(J·K—1或J / oC)。
[精品]苯甲酸燃烧热的测定
[精品]苯甲酸燃烧热的测定1包括苯甲酸试样制备,装入苯甲酸样品,苯甲酸氧弹充氧,苯甲酸燃烧热测量,装入蔗糖样品、充氧和蔗糖燃烧热的测定六个部分。
2按照以下方式进行苯甲酸试样制备:用电子天平称取一定量苯甲酸,压片,用分析天平称取苯甲酸片的准确质量。
3按照以下方式装入苯甲酸样品:将苯甲酸片放在氧弹金属坩埚中,将已知长度的引燃丝折成U形,固定在电极上,U形底部紧贴样品表面。
4按照以下方式进行苯甲酸氧弹充氧操作:依次打开氧气钢瓶主压阀和减压阀,将氧弹放在充气机下方,迅速压下充气手柄,保持30s。
5按照以下方式进行苯甲酸燃烧热测定。
5.1准确量取1L水倒入内筒。
5.2打开燃烧热实验装置电源开关,将氧弹放在内桶托架上。
5.3打开搅拌开关,插上数字贝克曼温度计。
5.4待温差稳定后开始记录,每间隔一定时间记录一个温差。
5.5点火,每间隔一定时间记录一个温差,待温差上升至最高点时,再每隔一定时间记录一个温差。
5.6关闭搅拌开关,取出氧弹,按下放气阀放气。
检查样品燃烧是否完全,氧弹中应没有明显的燃烧残渣。
若发现有黑色残渣,则应重做实验。
5.7取下引燃丝,测量燃烧后剩下的长度,记录。
6按照以下方式进行装入蔗糖样品,充氧操作。
6.1准确称取蔗糖样品,放在金属坩埚中。
6.2将已知长度的引燃丝折成U形,固定在电极上,U形底部紧贴样品表面。
6.3将氧弹放在充气机下方,迅速压下充气手柄,保持30s。
7按照以下方式进行蔗糖燃烧热测定。
7.1将氧弹放在内桶托架上。
7.2打开搅拌开关,插上数字贝克曼温度计。
7.3待温差稳定后开始记录,每间隔一定时间记录一个温差。
7.4点火,每间隔一定时间记录一个温差,待温差上升至最高点时,再每隔一定时间记录一个温差。
7.5关闭搅拌开关,取出氧弹,按下放气阀放气。
检查样品燃烧是否完全,氧弹中应没有明显的燃烧残渣。
若发现有黑色残渣,则应重做实验。
7.6取下引燃丝,测量燃烧后剩下的长度,记录。
燃烧热的测定_苯甲酸_萘
苯甲酸萘1次/30秒1次/30秒时间温度时间温度时间温度时间温度1 24、65 26 27、19 1 24、66 26 27、192 24、70 27 27、19 2 24、71 27 27、193 24、71 28 27、19 3 24、72 28 27、194 24、72 29 27、20 4 24、72 29 27、205 24、73 30 27、20 5 24、73 30 27、206 24、74 31 27、20 6 24、74 31 27、207 24、75 32 27、20 7 24、74 32 27、208 24、76 33 27、20 8 24、75 33 27、209 24、76 34 27、20 9 24、75 34 27、2010 24、76 35 27、20 10 24、75 35 27、2011 24、80 36 27、20 11 24、78 36 27、2012 24、89 37 27、19 12 25、13 37 27、1913 25、00 38 27、19 13 25、80 38 27、1914 25、15 39 27、19 14 26、18 39 27、1915 25、35 40 27、19 15 26、59 40 27、1916 25、50 41 27、19 16 26、78 41 27、1917 25、61 42 27、18 17 26、89 42 27、1818 25、70 43 27、18 18 26、98 43 27、1819 25、75 44 27、18 19 27、04 44 27、1820 25、78 45 27、18 20 27、08 45 27、1821 25、79 46 27、17 21 27、11 46 27、1722 25、79 47 27、17 22 27、13 47 27、1723 25、80 48 27、17 23 27、15 48 27、1724 27、17 49 27、17 24 27、17 49 27、1725 27、18 50 27、16 25 27、18 50 27、16类似处理方法② 计算卡计的热容C,并求出两次实验所得水当量的平均值。
苯甲酸热值标定说明
苯甲酸国家标准样品证书Certification of Certified ReferenceMaterialBenzoic Acid研制单位:天津市东方精细化工研究所定值日期: 2018年1月有效日期: 3年天津市东方精细化工研究所一、样品制备本标准样品采取优级纯苯甲酸为原料,用物理升华法或结晶法提纯精致而成,纯度优于摩尔比99.99%。
对提纯后的原料进行均匀性初检合格后,制成片剂,再进行均匀性复检与定值,包装成瓶。
二、溯源性及定值方法本苯甲酸标准样品的标准燃烧热值是用高精度热量。
其标准燃烧热值可溯源至国家燃烧热基准,国家燃烧热基准包括基准测量装置,苯甲酸标准燃烧值用基准测量装置测定,其热量值可溯源至电压、电阻、时间物理量。
三、特性量值及不确定度四、均匀性检验及稳定性考察苯甲酸标准样品制成片剂后,充分混匀,然后装瓶。
装瓶后随机抽取20瓶进行均匀性检验,采用测定热值的方法进行均匀性检验,测试所得数据经F法检验表明,样品的均匀性保证在定值的精度内。
经过长期稳定性考察,稳定性良好。
五、包装、储存及使用方法本标准样品为塑料瓶包装,防盗瓶盖封口,用后将瓶盖拧紧,存放在阴凉干燥避光处,防止氧化。
使用取样器具应洁净、干燥,防止污染。
声明1.本标准物质仅供实验室研究与分析测试工作使用。
因用户使用或储存不当所引起的投诉,不予承担责任。
2.收到后请立即核对品种、数量和包装,相关赔偿只限于标准物质本身,不涉及其他任何损失。
3.仅对加盖“天津东方精细化工研究所”的完整证书负责。
请妥善保管此证书。
4.如需获得更多与应用有关的信息,请与技术咨询部门联系。
物化实验报告:燃烧热的测定
燃烧热的测定一、实验目的1、用氧弹量热计测定萘的燃烧热,明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与衡蓉燃烧热的差别与相互关系;2、了解量热计的原理、构造和使用方法,掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术;3、掌握用雷诺图解法校正温度的改变值。
二、实验原理1、燃烧热定义:一定温度和压力或者体积下,1mol 纯物质完全氧化时的反应热。
对于苯甲酸,如在25℃下,按下式完全反应,燃烧热为-3226.8kJ/mol 。
由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功的情况下,恒容燃烧热v Q U =∆,恒压燃烧热p Q H =∆。
在氧弹式量热计中测得燃烧热热为Q ,其与p Q 的关系为p v Q Q nRT =+∆在盛有定量水的容器中,放入内装有m g 样品和W g 氧气的密闭氧弹,然后使样品完全燃烧,放出的热量会传给水及仪器,引起温度上升。
计燃烧前后的体系温度分别为0,n t t ,则物质的总的燃烧热为0'(')()n Q CW W t t =+-2、用雷诺作图法校正ΔT :尽管在仪器上进行了各种改进,但在实验过程中仍不可避免环境与体系间的热量传递。
这种传递使得我们不能准确地由温差测定仪上读出由于燃烧反应所引起的温升ΔT 。
而用雷诺作图法进行温度校正,能较好地解决这一问题。
将燃烧前后所观察到的水温对时间作图,可联成FHIDG 折线,如图(1)和图(2)所示。
图(1)中H 相当于开始燃烧之点。
D 为观察到的最高温度。
在温度为室温处作平行于时间轴的JI 线。
它交折线FHIDG 于I 点。
过I 点作垂直于时间轴的ab 线。
然后将FH 线外延交ab 线于A 点。
将GD 线外延,交ab 线于C 点。
则AC 两点间的距离即为ΔT 。
图中AA ′为开始燃烧到温度升至室温这一段时间 t1内,由环境辐射进来以及搅拌所引进的能量而造成量热计的温度升高。
它应予以扣除之。
CC ′为温度由室温升高到最高点D 这一段时间 t2内,量热计向环境辐射而造成本身温度的降低。
燃烧热的测定步骤
燃烧热的测定步骤1压片:首先截取镍丝15cm (质量0.01010g),截取棉线10 cm (质量0.0052g),然后压片。
从压片机中抽出上模和中模,将中模(平面)一面朝上,将上模放在中模上,用药勺取约0.6 g药品(苯甲酸或萘),加入上模中。
将手柄下的小锤插入上模中,加压,压紧后,抽出小锤,将中模翻转180度,插入小锤加压,取出药片。
将线在镍丝上绕2~3扣,然后用线将片绑紧,然后绑成十字花型。
2称量:将压好的片用分析天平称量。
3悬挂试样:将绑好的片上的镍丝绕在氧弹上盖下端的两个电极上(一端从小孔中穿出,并绕在电极柱的方型部位。
另一端绕在小螺丝上。
镍丝不要碰到小坩埚上)。
镍丝要缠紧。
两极不要联在一起。
然后将氧弹上盖放在下座上拧紧,然后拧紧放气阀(小方型)。
4充氧:拧开充气阀(小圆柱电极),接上氧气导管,用扳手拧紧。
旋转氧气瓶减压阀手柄,使氧气表的分压显示表为2MPa,充气时间为30秒,然后按相反方向旋转减压阀手柄关闭氧气。
拧开氧气导管的螺栓,拧上电极帽。
5装氧弹:打开氧弹热量计的上盖,把盛水桶安装在固定位置。
转动搅拌器看一看不要刮壁。
将氧弹放入水桶中,将调好的3000ml水放入水桶中,插上电极,盖好外盖,放好传感器。
6燃烧和温度的测量6.1 初期:打开控制器电源开关,打开搅拌,把时间调整为1分钟/次记录(听到声音,计次显示为1时记录)。
记录6次。
6.2 中期:把时间调解为半分/次记录。
按点火按钮(点火显示亮)。
再记录12次。
6.3 末期:把时间调至1分/次记录,记录6次。
关闭电源。
取出传感器。
打开热量计外盖,拔下电极(不要拉电线)。
取出氧弹。
用扳子拧开放气阀(小方柱)。
放气后,拧开氧弹盖。
将氧弹上盖放在支架上。
取下电极上剩余镍丝,称量记录。
7测量:操作方法同上(如果第一个做苯甲酸,第二个做萘)。
燃烧热的测定
实验二 燃烧热的测定一、目的要求1.用氧弹量热计测定萘和苯甲酸的燃烧热。
2.了解氧弹量热计的原理、构造及使用方法。
二、实验原理1摩尔物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。
所谓完全氧化是指C 变为CO 2(气),H 变为H 2O(液),S 变为SO 2(气),N 变为N 2(气),如银等金属都变成为游离状态。
例如:在25℃、1.01325×105Pa 下苯甲酸的燃烧热为-3226.9kJ/mol ,反应方程式为:1.01325105165222225C H COOH()+7O ()7CO H O Pas g g l ⨯−−−−−→℃()+3() 3226.9kJ/mol c m H O∆=-对于有机化合物,通常利用燃烧热的基本数据求算反应热。
燃烧热可在恒容或恒压条件下测定,由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功的情况下,恒容燃烧热V Q U =∆,恒压燃烧热p Q H =∆。
在体积恒定的氧弹式量热计中测得的燃烧热为Q V ,而通常从手册上查得的数据为Q p ,这两者可按下列公式进行换算()p V Q Q RT n g =+∆ (2-1) 式中,Δn(g)——反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差; R ——气体常数;T ——反应温度,用绝对温度表示。
通常测定物质的燃烧热,是用氧弹量热计,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的温度升高,测量介质在燃烧前后温度的变化值T ∆,就能计算出该样品的燃烧热。
2()-V W W Q Q C W C T T M+=+样品1总铁丝铁丝水水() (2-2)式中,W 样品,M ——分别为样品的质量和摩尔质量;V Q ——为样品的恒容燃烧热;W 铁丝,铁丝Q ——引燃用的铁丝的质量和单位质量的燃烧热(-16.69kJ g Q =⋅铁丝); 注意:实际实验中可能不是纯铁丝作点火丝,燃烧热数值会不同。
物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘.
华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 燃烧热的测定【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区别。
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,掌握氧弹量热计的实验技术。
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(O v ),恒容燃烧热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(Q p ),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:∆c H m = Q p =Q v +Δn RT (1)本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。
测量的基本原理是将一定量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。
氧弹是一个特制的不锈钢容器(如图)为了保证化妆品在若完全燃烧,氧弹中应充以高压氧气(或者其他氧化剂),还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水,而几乎不与周围环境发生热交换。
但是,热量的散失仍然无法完全避免,这可以是同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校正。
放出热(样品+点火丝)=吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计) 量热原理—能量守恒定律在盛有定水的容器中,样品物质的量为n 摩尔,放入密闭氧弹充氧,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,即量热计及水每升高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T 1、T 2,则此样品的恒容摩尔燃烧热为:nT T C Q m V )(12,--= (2) 式中,Qvm 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol -1);n 为样品的摩尔数(mol);C 为仪器的总热容(J·K -1或J / oC)。
燃烧热测定
内容提要:本实验利用氧弹式热量计,以苯甲酸为标准物,测量物质燃烧时系统温度随时间的变化曲线,经过雷诺校正和相关计算,得到16.3℃,102.20 kPa下,热量计的水当量为,进而得到蔗糖的燃烧热为,与文献值比较误差为-0.6 %。
对实验的讨论给出了可能引起误差的原因,并说明了雷诺校正的原理及意义。
1 引言(略)2 实验部分2.1 仪器和药品GR 3500Ⅱ型氧弹式热量计,氧气钢瓶,压片机,SWC-ⅡD型温差测量仪,RF-K1型控制箱,数字万用表,秒表,分析天平(万分之一),电子天平(百分之一),研钵,容量瓶(1000 mL,2000 mL)。
镍丝,棉线,苯甲酸(分析纯),蔗糖(分析纯)。
2.2实验步骤2.2.1 水当量的测量取一段镍丝,称量其质量m1,紧缠于氧弹两电极上。
取一段棉线,称量其质量m2。
称取约1.0 g研磨过的苯甲酸,用专用压片机压片。
用棉线绑住压片,称量总质量m3后置于燃烧皿中,棉线两端缠绕在镍丝上。
旋紧氧弹盖,充入约1 MPa氧气,随即放气。
重复三次,最后充入1.0 MPa氧气。
用数字万用表测得两电极间的电阻为12~15 Ω,符合要求。
将氧弹放入热量器中。
从实验室中的水箱内取3000.0 mL水加入热量器内筒,关上热量器盖,插入温差测量仪探头,启动控制箱开始搅拌。
待水温稳定上升后,将温差测量仪采零,开始计时,每隔30 s记录一次温差。
10 min后点火,每15 s记录一次温差。
待温差基本保持不变后停止计时。
停止搅拌,取出温差测量仪探头,打开盖子,取出氧弹,泄去废气,打开氧弹,取出剩余镍丝并称量其质量m4。
2.2.2 蔗糖燃烧热的测量擦干氧弹内外壁和热量器内筒,清理燃烧皿中的残渣。
用2.2.1所述方法测量蔗糖的温差-时间变化曲线,进而计算燃烧热。
3 数据处理3.1 实验数据实验过程中的温度和大气压见封面。
两种物质的各质量测定数据见表1。
表1 质量测定数据样品初始镍丝质量m1/g剩余镍丝质量m4/g燃烧镍丝质量m0=m1-m4/g棉线质量m2/g样品及棉线总质量m3/g样品质量G=m3-m2/g蔗糖分析天平的精度为0.0001 g,即,则。