有机物燃烧焓的测定
实验一 有机物燃烧焓的测定
实验一 有机物燃烧焓的测定一.实验目的1.明确燃烧焓的定义,了解恒压热效应与恒容热效应的差别与关系; 2.掌握温差测量的一般知识和技术; 3.用氧弹式量热计测定有机物的燃烧焓; 4.理解氧弹式量热计的测量原理。
二.实验原理在指定温度和压力下,一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓,记作ΔC H m 。
恒压过程:ΔC H m =Q p,m ; 恒容过程:ΔC U m =Q v,m 。
在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行,如在弹式量热计中进行,这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V ,即燃烧反应的热力学能变ΔC U )。
若将应系统中的气体物质视为理想气体,根据热力学推导可得ΔC H m 和ΔC U m 的关系为:)(g RT U H B Bm c m c ν∑+∆=∆ 或 )(,,g RT Q Q B Bm v m p ν∑== (1)式中,T 为反应温度(K);ΔC H m 为摩尔燃烧焓(J·mol -1);ΔC U m 为摩尔燃烧热力学能变(J·mol -1);v B (g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数,规定生产物取正值,反应物取负值。
通过实验测得Q V,m (J·mol -1)值,根据上式就可计算出Q p,m (J·mol -1),即燃烧焓的值ΔC H m 。
本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定。
其基本原理是能量守恒定律:通过量出已知量的待测物完全燃烧放出的热,可计算出Q V,m 。
而放出的热可使一定量的介质(如水)升高一定的温度,即在燃烧前后产生一定数值的温差,通过实验测出该温差值,即可知待测物燃烧放出的热。
量热计结构如图1所示,氧弹结构如图2所示。
图1 环境恒温式氧弹量热计 图2 氧弹结构示意图实验中,设质量为m a (g )的待测物质(恒容燃烧热为Q v,m )和质量为m b (g )的点火丝(恒容燃烧热为q ,J·g -1)在氧弹中燃烧,放出的热可使质量为w m 的水(比热容为c w ,J·K -1·g -1)及量热器本身(热容为C m ,J·K -1)的温度由T 1升高到T 2,则根据能量守恒定律可得到热平衡关系)()]().[(1212,T T K T T w c C m q Mm Q m w m b am -⨯=-⨯+-=⨯+⨯ν (2) 式中,M 为该待测物的摩尔质量;规定系统放热时Q 取负数;K= -( C m +c w · w m ),同一套仪器、当内筒中的水量一定时,K 值恒定,称K 为仪器常数或水当量(J·K -1),常用已知燃烧热值Q v 的苯甲酸来测定。
实验名称 实验一 燃烧焓的测定
实验名称实验一燃烧焓的测定一、实验目的:1.用氧弹量热计测定奈的摩尔燃烧焓;2.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。
二、实验原理:1.有机物B的燃烧焓∆c H mΘ(B,T)是指在1mol指定相态的B物质在温度T和恒压(pΘ)条件完全放出的热量(Q p),其值与以B为反应物(γB=1)的燃烧反应的标准摩尔反应焓变∆c H mΘ相等。
若此燃烧反应系统中的气体均可视为理想气体,则有下列关系:Q p=Q V+∆nRT(式1)∆c H mΘ=∆r U mΘ+RT∑V B(g) (式2)2.量热计(包括氧弹,内桶,搅拌器和温度感应器等)的热力学能变化∆U量热计可表示为:∆U=∆c U B+∆c U引燃丝+∆U量热计=0 (式3)若已知物质的量、等容燃烧热值及燃烧前后系统温度的变化T,则上式可表示为:m B Q V,B+lQ l+K∆T=0(式4)式中,m B为样品的质量(g);Q V,B为样品的等容燃烧热值(J∙g-1);l为燃烧掉的引燃丝的长度(cm);Q l为引燃丝的燃烧热值(J∙cm-1);K为量热计系统的热容量;∆T为修正后的内桶中水的真实温差(K)。
本实验先用已知Δc Hθm(苯甲酸,298.15K)= -3226.7 kJ/mol 来测定量热计的热容量K,之后再重复实验,测定未知样品萘的摩尔燃烧焓。
其中用到的引燃丝的燃烧热值Q l = -6.699 J/cm。
由于量热计无法做到完全绝热,因此燃烧前后温度差的测量值须经雷诺温度校正图校正。
3.雷诺温度校正图雷诺温度校正图三、实验仪器、试剂仪器:氧弹量热计(一台)、压片机(一台)、万用表(一只)、贝克曼温度计(一支)、0℃-100℃的温度计(一支)、点燃丝、1000ml容量瓶(一只)、氧气钢瓶及减压阀(一只)试剂:萘(A.R.)、苯甲酸(A.R.)实验装置图:图1、氧弹式量热计原理构造结构图四、实验步骤1.热容量K的测定2.萘的恒容燃烧值测定称取0.6g左右的萘,实验步骤同上。
燃烧焓的测定实验流程
燃烧焓的测定实验流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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燃烧焓的测定实验报告
燃烧焓的测定实验报告燃烧焓的测定实验报告引言:燃烧焓是热力学中的一个重要概念,用于描述物质燃烧过程中释放或吸收的热量。
本实验旨在通过测定某种物质的燃烧焓,探究其燃烧特性,并进一步了解燃烧过程中的能量变化。
实验方法:1. 实验器材准备:实验室内,准备好量热器、点火器、天平等实验器材。
2. 实验样品准备:选择某种常见有机物质作为实验样品,如甲醇、乙醇等。
将样品称量并记录质量。
3. 燃烧装置搭建:将量热器放置在三脚架上,将实验样品放在量热器内,使其与空气完全接触。
4. 实验操作:点燃实验样品,观察燃烧过程,并记录燃烧时间。
5. 数据处理:根据实验数据计算得出燃烧焓。
实验结果与讨论:通过实验操作,我们成功测定了某种有机物质的燃烧焓。
在实验过程中,我们观察到实验样品在点燃后燃烧迅速进行,释放出明亮的火焰和大量的热量。
燃烧过程中,我们使用量热器测量了温度的变化,并利用计算公式计算出了燃烧焓。
在实验中,我们注意到燃烧焓的测定受到多种因素的影响。
首先,燃烧过程中需要充分供氧,以保证燃烧反应的进行。
其次,实验样品的质量和燃烧时间对燃烧焓的测定也有一定的影响。
因此,在实验操作中需要注意控制这些因素,以提高实验结果的准确性。
燃烧焓的测定结果可以用于评估物质的燃烧特性。
不同物质的燃烧焓差异较大,这与其分子结构和化学键的强度有关。
通过测定燃烧焓,我们可以了解物质在燃烧过程中的能量变化,进而推断其燃烧产物和反应路径。
实验中,我们还发现了一些有趣的现象。
例如,在实验样品完全燃烧后,我们观察到量热器内的温度明显上升,这说明了燃烧过程中释放的大量热量。
此外,我们还观察到了燃烧过程中产生的一些气体,如二氧化碳和水蒸气。
这些现象都与燃烧反应的特点密切相关。
总结:通过本次实验,我们成功测定了某种有机物质的燃烧焓,并了解了燃烧过程中的能量变化。
燃烧焓的测定对于研究物质的燃烧特性和能量转化具有重要意义。
通过进一步的实验研究,我们可以探索更多物质的燃烧焓,并深入理解燃烧反应的机理和热力学性质。
燃烧焓的测定实验原理[实验二燃烧焓的测定]
燃烧焓的测定实验原理[实验二燃烧焓的测定]实验二燃烧焓的测定一、目的要求1.学会用氧弹热量计测定萘的燃烧焓。
2.了解氧弹热量计的原理、构造及使用方法。
3.进一步明确恒容燃烧焓与恒压燃烧焓之间的区别和联系。
4.学会雷诺图解法,校正温度改变值。
二、实验原理1.摩尔物质完全氧化时产生的焓称为燃烧焓。
所谓完全氧化是指C变为CO2(气),H变为H2O(液),S变为SO2(气),N变为N2(气),金属如银等都成为游离状态。
通常测定物质的燃烧焓,是用氧弹热量计,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的附近的温度升高,但整个量热计(连同样品、助燃物、水、气、弹体、搅拌物等)可以看作是等容绝热系统,其热力学能变△U=0。
△U由4个部分组成:样品在氧弹中等容燃烧产生的△U1,引燃物质燃烧产生的△U2,微量氮气氧化形成硝酸的能变△U3(极少,可忽略),量热计自身的能变△U4。
于是△U=△U1+△U2+△U3+△U4=0,该式还可写成如下更实用的式子,即W样Qv/M+(l·Q镍丝+mQ棉纱)+0+(W 水C水+C计)△T(1)测量介质在燃烧前后温度的变化值,就可计算出该样品的恒容燃烧焓。
一般燃烧焓是指恒压燃烧焓Qp,Qp值可由算得Qp=△H=△U1+p·△V=Qv+p·△V对理想气体而言,Qp=Qv+△n·R·T这样,测得QV后,再由反应前后气态物质的量的变化,就可算出恒压燃烧焓Qp为了保证样品完全燃烧,氧弹中充以25~30大气压的氧气作为氧化剂。
氧弹放置在装有2000ml水的不锈钢水桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是温度恒定的水夹套,样品在氧弹中进行燃烧(见图2-2和2-3)。
但是,要使体系完全绝热还无法办到,环境和体系间总会有一定的热交换,因此,实测的温度变化值与恒容完全绝热体系的温度变化△T存在偏差,必须加以校正。
可采用雷诺作图法校正温度变化值,将实验测量的体系温度与时间数据作图,得曲线CAMBD,见图2-1(a),在样品燃烧之前,由于体系被搅动做功和微弱吸热(环境比体系温度高)体系温度随时间微弱升高,见CA线段,A点为样品点火时体系的温度,点火时,样品燃烧放出的热量使体系温度升高,达到最高点B,见AB线段,随后由于体系微弱放热(此时体系比环境温度高),温度随时间微弱下降,见线段BD。
燃烧焓的测定
实验1:燃烧热(焓)的测定一、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,了解恒压燃烧焓与恒容燃烧焓的差别;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;二、实验基本原理: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。
完全氧化即指如碳被氧化成CO2(气),氢被氧化成H2O(液),硫被氧化成SO2(气)根据热力学第一定律,物质在定体积燃烧时,体系不对外作体积功,则燃烧热等于体系内能的变化,即:(1.1)本实验当中就是利用燃烧产生的热与环境内能改变的原理进行设计,即体系热=环境热(式中QV为恒容燃烧热,ΔU为体系内能的变化值。
)设体系的恒容热容为C V,则若将n mol 被测物质置于充氧的氧弹中使其完全燃烧。
燃烧时放出的热量使体系温度升高ΔT,即可根据下式计算实际放出的热量:(1.2)则恒容摩尔燃烧热QV.m 可用下式计算:(1.3)将实验中测得的恒容燃烧热代入热力学基本关系式,可求得恒压燃烧热 Qp: Qp =ΔH =ΔU +Δ(pV) = Q V + pΔV (1.4)(式中ΔH 为反应的焓变,p 为反应压力,ΔV 为反应前后体积的变化。
)由于凝聚相与气相相比,其体积可忽略不计,则ΔV 可近似为反应前后气体物质的体积变化。
设反应前后气态的摩尔数变化为Δn,并设气体为理想气体,则 pΔV=ΔnRT (1.5)则: Q p = Q V +ΔnRT (1.6)反应热效应的数值与温度有关,燃烧热也如此。
其与温度的关系为:(1.7)(式中ΔCp 为燃烧反应产物与反应物的恒压热容差,是温度的函数。
)通常,温度对热效应影响不大。
在较小的温度范围内,可将反应的热效应看着与温度无关的常数。
从上面的讨论可知,测量物质的燃烧热,关键是准确测量物质燃烧时引起的温度升高值ΔT,然而ΔT 的准确度除了与测量温度计有关外,还与其他许多因素有关,如热传导、蒸发、对流和辐射等引起的热交换,搅拌器搅拌时所产生的机械热。
有机物燃烧焓的测定数据处理
有机物燃烧焓的测定数据处理有机物燃烧焓的测定数据处理一、实验目的1.了解燃烧热的概念及测定原理。
2.掌握氧弹热量计的使用方法和操作技术。
3.学会用雷诺图解法处理燃烧热数据。
二、实验原理燃烧热是指在25℃、101kPa下,1mol纯净物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。
本实验采用氧弹热量计测定有机物的燃烧热。
氧弹热量计的主要部件为氧弹,它是一个耐压钢瓶,内部装有一定量的水和氧气,以及电火花点火装置。
实验时,将一定质量的样品放入氧弹内,通入氧气,然后通过电火花点燃样品,使其完全燃烧。
燃烧产生的热量传递给水,使水温升高。
根据水的比热容和温度变化,可以计算出样品燃烧所产生的热量。
三、实验步骤1.准备样品:用电子天平称取一定质量的样品,记录质量m。
2.安装氧弹:将氧弹放置在热量计上,连接好点火线、氧气瓶和水箱。
3.通氧气:打开氧气瓶阀门,使氧气通入氧弹,直到压力达到3.0MPa。
4.点火:关闭氧气瓶阀门,按下点火按钮,点燃样品。
5.燃烧:观察氧弹内的火焰,确保样品完全燃烧。
燃烧结束后,关闭点火线。
6.冷却:等待氧弹冷却至室温,打开氧弹取出样品残渣。
7.测量水温:用温度计测量水箱中水的初始温度T1和最终温度T2。
8.数据记录:记录实验过程中的所有数据。
四、数据处理1.计算燃烧热:根据水的比热容、质量和温度变化,计算样品燃烧所产生的热量Q。
公式如下:Q = m × c × (T2 - T1)其中,m为水的质量,c为水的比热容(4.18J/g·℃),T2为最终水温,T1为初始水温。
2. 计算样品的摩尔燃烧热:根据样品的质量和摩尔质量,计算样品的摩尔数n。
公式如下:n = m / M其中,m为样品质量,M为样品的摩尔质量。
然后,根据摩尔数和燃烧热Q,计算样品的摩尔燃烧热ΔH。
公式如下:ΔH = -Q / n3. 雷诺图解法处理数据:以1/T为横坐标,以lnθ为纵坐标,绘制雷诺图。
燃烧焓的测定实验报告
燃烧焓的测定实验报告燃烧焓的测定实验报告引言•燃烧焓是指物质完全燃烧时所释放的热量,是燃烧反应的重要性质之一。
•本实验旨在通过测量燃烧反应的温度变化,并结合相关计算,确定甲烷的燃烧焓。
实验方法1.预先称取一定质量的甲烷气体,并充分混合气体。
2.将混合气体注入燃烧装置燃烧室中,并点燃。
3.同时记录开始时和结束时的温度,并用温度计定期测量燃烧室内的温度。
4.待燃烧完全结束后,关闭火源。
实验结果•初始温度:25°C•终止温度:85°C•燃烧时间:10分钟•初始压强:1 atm•甲烷燃烧产生的水蒸气质量: g•参考焦卡尔定律,计算甲烷气体的燃烧焓。
数据处理根据理想气体状态方程:PV=nRT 1. 计算燃烧时甲烷气体的体积: - 温度转换为开尔文:初始温度25°C = 298K,终止温度85°C= 358K - 气体体积计算:V=nRT/P - 转化为标准状态:$V = V (273/298) (1/1) = V $2.计算甲烷的摩尔数:–初始摩尔数:n1=P1V1/RT1–终止摩尔数:n2=P2V2/RT2–平均摩尔数:n=(n1+n2)/23.计算燃烧焓:–燃烧反应释放的热量:q=mcΔT–燃烧焓:ΔH=q/n结果与讨论根据以上计算,得出以下结果: - 燃烧时甲烷气体的体积:$V = V $ - 初始摩尔数:n1=P1V1/RT1 - 终止摩尔数:n2=P2V2/RT2 -平均摩尔数:n=(n1+n2)/2 - 燃烧反应释放的热量:q=mcΔT -燃烧焓:ΔH=q/n本实验测得甲烷燃烧焓为XXX J/mol。
实验中可能存在一些误差,如测量温度的不准确、燃烧不完全等。
为提高测量的准确性,可采取多次重复实验并取平均值。
结论通过实验测定并计算,本实验得出了甲烷的燃烧焓为XXX J/mol。
这一结果对于进一步研究相关燃烧反应的热力学性质具有重要意义。
通过改进实验方法和减小误差,可以进一步提高实验结果的准确性。
实验二.燃烧焓的测定
实验二燃烧焓的测定一、实验目的:1、使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。
2、明确燃烧焓的定义,了解恒压燃烧焓与恒容燃烧焓的差别及相互关系。
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。
4、学会用雷诺图解法校正温度变化。
二、预习要求:1、明确燃烧热的定义,了解测定燃烧热的意义。
2、了解氧弹式量热计的原理和使用。
熟悉温差测定仪的使用。
3、明确所测定的温差为什么要进行雷诺图校正。
3、了解氧气钢瓶的使用及注意事项。
三、实验原理:燃烧热的定义是:一摩尔的物质完全燃烧时所放出的热量。
所谓完全燃烧,即组成反应物的各元素,在经过燃烧反应后,必须呈显本元素的最高化合价。
如C经燃烧反应后,变成CO不能认为是完全燃烧。
只有在变成CO2时,方可认为是完全燃烧。
同时还必须指出,反应物和生成物在指定的温度下都属于标准态。
如苯甲酸在298.15K时的燃烧反应过程为:燃烧热可在恒容或恒压情况下测定。
由热力学第一定律,恒容过程的热效应Q v,即ΔU。
恒压过程的热效应Q p,即ΔH。
它们之间的相互关系如下:Q p=Q v + Δn(RT) (2.1)或ΔH= ΔU+ Δn(RT) (2.2)其中Δn为反前后气态物质的物质的量之差。
R为气体常数。
T为反应的绝对温度。
本实验通过测定萘的恒容燃烧热,然后再计算出萘的恒压燃烧ΔH。
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蘅式:-Q v×a - q×b+ 5.98c = C卡×△T(2.3)式中:Q v—被测物质的定容热值,J/g;a—被被测物质的质量g;q—引火丝的热值,J/g(铁丝为-6694J/g)b—烧掉了的引火丝质量,g;5.98—硝酸生成热为-59831J/mol,当用0.100mol/lNaOH滴定生成的硝酸时,每毫升相当于-5.98J(由于此项结果对Q V的影响甚微,所以常省去不做);c—滴定生成的硝酸时,耗用0.100mol/lNaOH的毫升数;C卡为量热卡计的热容J/K;△T—与环境无热交换时的真实温差。
有机物燃烧焓的测定
有机物燃烧焓的测定一.实验目的1.明确燃烧焓的定义,了解恒压热效应与恒容热效应的关系。
2.掌握有关热化学实验的一般知识和技术。
3.用氧弹式量热计测定有机物的燃烧焓。
4. 理解氧弹式量热计的测量原理。
二.实验原理热化学中定义:在指定温度和压力下,一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓,记作m c H ∆。
根据热力学的定义,反应的焓变等于恒压过程的热效应,所以,某物质的燃烧焓m c H ∆也即是该物质燃烧反应的恒压热效应m p Q ,。
但是,有机物的燃烧反应都有气体参与,且反应前后气体的量通常会变化,因此,测量过程中不易控制反应燃烧为恒压或等压过程。
在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行,如在弹式量热计中进行,这样直接测得的是反应的恒容热效应v Q 即燃烧反应的热力学能变m c U ∆。
若将应系统中的气体物质视为理想气体,根据热力学推导可得m c H ∆和m c U ∆的关系为:RT g n U H m c m c )(∆+∆=∆ 或 RT g n Q Q m v m p )(,,∆== (1)式中,T 为反应温度(K );m c H ∆为摩尔燃烧焓(J·mol -1);m c U ∆为摩尔燃烧热力学能变(J·mol -1);)(g n ∆为燃烧反应后各气体物质的量之差。
通过实验测得m v Q , (J·mol -1)值,根据上式就可计算出m p Q , (J·mol -1),即燃烧焓的值m c H ∆。
本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定。
实验中,设质量为m a (g )的待测物质(恒容燃烧热为Q v,m )和质量为m b (g )的点火丝(恒容燃烧热为q ,单位为J·g -1)在氧弹中燃烧,放出的热可使质量为w m 的水(比热容为c w ,J·K -1·g -1)及量热器本身(热容为C m ,单位为J·K -1)的温度由T 1升高到T 2,则根据能量守恒定律可得到热平衡关系)T (T K )]T (T ).w c [(C m q Mm Q 1212m w m b am ν,-⨯=-⨯+-=⨯+⨯(2) 式中,M 为该待测物的摩尔质量;规定系统放热时Q 取负数;K= -( C m +c w ·w m ),同一套仪器、当内筒中的水量一定时,K 值恒定,称K 为仪器常数,常用已知燃烧热值Q v 的苯甲酸来测定。
燃烧焓的测定
物理化学实验报告燃烧焓的测定罗以20020106342004-03-07一、实验目的1.使用弹式量热计测定荼的燃烧烩。
2.了解量热计的原理和构造,掌握其使用方法。
3.掌握热敏电阻测温的实验技术。
二、实验原理在指定温度和一定压力下,1mol物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焰,记作∆c H m。
通常,C、H等元素的燃烧产物分别为CO2(g)、H20(1)等。
由于在上述条件下∆H=Q p,因此∆c H m。
也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p。
在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行),这样直接测得的是反应的恒容热效应Q p (即燃烧反应的∆c U m)。
若反应系统中的气体物质均可视为理想气体,根据热力学推导,∆c H m和∆c U m的关系为∆c H m=∆c U m +RT∑BνB(g) (1)式中:T——反应温度,K;∆c H m——摩尔燃烧焓,J·mol-1;∆c U m——摩尔燃烧内能变,J·mol-1;νB(g)——燃烧反应方程式中各气体物质的化学计量数。
产物取正值,反应物取负位。
通过实验测得Q v值,根据上式就可计算出Q p,即燃烧焓的值。
测量热效应的仪器称作量热计。
量热计的种类很多。
一般测量燃烧焓用弹式量热计。
本实验所用量热计和氧弹结构如下图所示。
实验过程中外水套保持恒温,内水桶与外水套之间以空气隔热。
同时,还把内水桶的外表面进行了电抛光。
这样,内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水使近似构成一个绝热系统。
量热仪的外桶盖为提升式。
将其向上提到限位高度,顺时针旋转约90。
,便可停放住。
点火电极的上电极触头、内水桶搅拌器及测湿器件均固定在外桶盖,当把桶盖旋转到适当位置降下时,它们便都处于预定位置。
搅拌器的马达也固定在外桶盖上,其电源线及点火电极连线经桶盖内部与量热仪的电控部分连通。
氧弹的另一极经弹杯、内水捅及外水套与电控部分连通。
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。
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。
燃烧焓的测定
宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工105班姓名杨剑武序号36 实验日期2010.3.13同组姓名刘顺泽、董慷慨指导老师仇丹实验名称燃烧焓的测定一、实验目的1.用氧弹量热计测定萘的摩尔燃烧焓;2. 了解热量计中主要部分的作用,掌握氧弹量热计的实验技术。
二、实验原理有机物B的标准摩尔燃烧焓是指1mol指定相态的B物质在温度T和恒压条件下完全燃烧所放出的热量,其值与以B为反应物的燃烧反应的标准摩尔反应汉编相等。
1molB物质在恒容条件下完全燃烧所放出的热量,其值与以B为反应物的燃烧反应的标准摩尔反应热力学能变相等。
若此燃烧物反应系统中的气体均可视为理想气体,则:△r H m=Q p=Q v+△nRT (1)mQ v,B+lQ l+K△T=0 (2)将一定量的待测萘样品在氧弹中完全燃烧,燃烧时放出的热量使量热机本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升高。
通过测定燃烧前后量热机(包括氧弹周围介质)温度的变化值,就可以求出样品的燃烧热。
由于量热计无法做到完全绝热,因此燃烧前后温度差的测量值须经雷诺温度校正图校正。
三、实验仪器、试剂仪器:氧弹量热机(一台)、压片机(两台)、万用表(一只)、贝克曼温度计(一支)、点火丝、氧气钢瓶及减压阀(一只)试剂:萘(A.R.)、苯甲酸(A.R.)四、实验步骤1.热容量K的测定(1)准确截取15cm左右的引燃丝,然后将引燃丝中部绕成环状。
(2)苯甲酸称取约0.8~1.0g,在压片机上压成片状。
(3)拧开氧弹盖放在专用支架上,将弹内洗净,擦干。
分别将引燃丝两端固定在氧弹内两电极柱上,药片置于不锈钢坩埚中。
(4)将氧弹内充满氧气。
用量筒称取3000ml自来水倒入内桶中,将数字贝克曼温度计的传感器竖直插入热量计盖上的孔中。
将点火插头插在氧弹电极上,装好搅拌器。
打开控制箱的电源开关,按下“搅拌”键,搅动内桶水,仪表开始显示内桶水温。
(5)约5~10min后,当系统温度变化速度达到恒定时,开始初期温度读数,每隔30s 读一次,当读到第10次时,同时将开关旋至点火档,仍每隔30s读一次主期温度读数,直至两次温度读数差值小于0.002℃,再继续读取温度10次。
燃烧焓的测定实验报告(一)
燃烧焓的测定实验报告(一)燃烧焓的测定实验报告实验背景•燃烧焓是指物质在恒定压力下燃烧反应时,单位物质的焓变,通常用于测定物质的燃烧热量。
•燃烧焓的测定实验通常采用量热器进行实验测量,通过测量燃料的燃烧释放的热量来计算燃料的燃烧焓。
实验目的•测定燃料的燃烧焓,以了解燃料的燃烧特性和能量释放情况。
•分析不同燃料的燃烧焓差异,为优化能源利用和环境保护提供依据。
实验步骤及结果1.准备实验材料和仪器设备,包括燃料、量热器、点火装置等。
2.在量热器中加入一定量的水,并测量水的初始温度。
3.将燃料加入量热器燃烧装置,点燃后记录燃烧开始的时间,并密封量热器以防止热量损失。
4.进行燃烧反应,待燃烧结束后,记录水的最终温度。
5.根据实验数据计算燃烧释放的热量,并以焦耳或千焦等单位表示。
实验结果表明,燃料A的燃烧释放的热量为X焦耳,燃料B的燃烧释放的热量为Y千焦。
实验分析•通过对不同燃料的燃烧焓进行测定,可以得到不同燃料的热量释放情况。
这对于选择合适的燃料以优化能源利用、改善环境污染具有重要意义。
•在实验过程中,需要注意燃料的完全燃烧,避免热量损失和不完全燃烧造成的误差。
•通过对实验数据的分析,可以得到不同燃料的燃烧焓差异,有助于深入理解燃料的燃烧特性和能量转化过程。
实验结论•本实验成功测定了燃料的燃烧焓,并得到了不同燃料的燃烧释放热量。
•实验结果表明,不同燃料的燃烧焓存在差异,这与燃料的化学组成和能量密度有关。
•燃烧焓的测定对于能源利用和环境保护具有重要意义,能为相关研究提供理论依据和实验数据支持。
参考文献[1] 张三, 李四. 燃烧焓的测定方法研究. 化学学报, 20XX,XX(X): X-X.[2] 王五, et al. 燃烧焓的实验测定. 能源科学与工程进展,20XX, XX(X): X-X.实验改进方法•采用更精确的量热器和温度计,以提高实验数据的准确性。
•在实验过程中,注意控制燃烧速率和时间,避免过快或过慢的燃烧造成的热量损失或不完全燃烧。
实验:燃烧焓的测定
二、实验原理
• 测量热效应的 仪器称作量热 计,本实验用 氧弹式量热计 测量燃烧热, 左图为氧弹示 意图。
二、实验原理
• 测量其原理是能量守恒定律,样品完全燃 烧放出的能量使量热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: • QV=-CV△T • 上式中负号是指系统放出热量,放热时系 统的内能降低,而CV和△T均为正值。
实验:燃烧焓的测定
一、实验目的:
• • •
•
用氧弹式热量计测定萘的燃烧焓。 明确燃烧焓的定义,了解恒压燃烧热与恒 容燃烧热的差别 了解氧弹式热量计中主要部分的作用,掌 握氧弹式热量计的实验技术焓是指一摩尔物质在等温、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SO2(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△CHm=QP· 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。
二、实验原理
• 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,亦可以在等压条件进行。 等压燃烧热(QP)与等容燃烧热(QV)之间的 关系为: • QP= QV+△m(g)= △ξΣvB(g)RT • 或 QP·m= Qv·m+ΣvB(g)RT • 式中,QP· m或Qv· m均指摩尔反应热,ΣvB(g)为 气体物质化学计算数的代数和;△ξ为反应进度增 量,QP或Qv则为反应物质的量为△ξ时的反应热, △m(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。
燃烧焓的测定_物化实验
实验四 燃烧焓的测定冷向星 2010011976 材03班(同组实验者:李琦)实验日期:2012-4-5 带实验的老师姓名:陈春1 引言有机化合物的生成焓难以直接从实验中测定,然而有机化合物易于燃烧,含碳、氢和氧等三种元素的有机化合物完全燃烧时生成二氧化碳和水。
从有机化合物燃烧的热效应数据也可以估算反应热效应。
通常燃烧焓在等容条件下测定(即称为“氧弹”的不锈钢容器中燃烧),所得数据为值,经换算后可得出值。
1.1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.掌握热敏电阻测温的实验技术。
1.2实验原理当产物的温度与反应物的温度相同,在反应过程中只做体积功而不做其它功时,化学反应吸收或放出的热量,称为此过程的热效应,通常亦称为“反应热”。
热化学中定义:在指定温度和压力下,一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓,记作ΔC H m 。
通常,C 、H 等元素的燃烧产物分别为CO 2(g)、H 2O(l)等。
由于上述条件下ΔH=Q p ,因此ΔC H m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p 。
在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行),这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V (即燃烧反应的摩尔燃烧内能变ΔC U m )。
若反应系统中的气体物质均可视为理想气体,根据热力学推导,ΔC H m 和ΔC U m 的关系为:p V Q Q nRT =+∆ (1)图1 量热氧弹测量热效应的仪器称作量热计,量热计的种类很多,一般测量燃烧焓用弹式量热计。
本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定,结构如图1。
实验过程中外水套保持恒温,内水桶与外水套之间以空气隔热。
同时,还把内水桶的外表面进行了电抛光。
这样,内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成了一个绝热系统。
将待测燃烧物质装入氧弹中,充入足够的氧气。
氧弹放入装有一定量水的内桶中,盖好外桶盖。
燃烧焓的测定实验原理[实验二燃烧焓的测定]
燃烧焓的测定实验原理[实验二燃烧焓的测定]实验二燃烧焓的测定一、目的要求1.学会用氧弹热量计测定萘的燃烧焓。
2.了解氧弹热量计的原理、构造及使用方法。
3.进一步明确恒容燃烧焓与恒压燃烧焓之间的区别和联系。
4.学会雷诺图解法,校正温度改变值。
二、实验原理1.摩尔物质完全氧化时产生的焓称为燃烧焓。
所谓完全氧化是指C变为CO2(气),H变为H2O(液),S变为SO2(气),N变为N2(气),金属如银等都成为游离状态。
通常测定物质的燃烧焓,是用氧弹热量计,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的附近的温度升高,但整个量热计(连同样品、助燃物、水、气、弹体、搅拌物等)可以看作是等容绝热系统,其热力学能变△U=0。
△U由4个部分组成:样品在氧弹中等容燃烧产生的△U1,引燃物质燃烧产生的△U2,微量氮气氧化形成硝酸的能变△U3(极少,可忽略),量热计自身的能变△U4。
于是△U=△U1+△U2+△U3+△U4=0,该式还可写成如下更实用的式子,即W样Qv/M+(l·Q镍丝+mQ棉纱)+0+(W 水C水+C计)△T(1)测量介质在燃烧前后温度的变化值,就可计算出该样品的恒容燃烧焓。
一般燃烧焓是指恒压燃烧焓Qp,Qp值可由算得Qp=△H=△U1+p·△V=Qv+p·△V对理想气体而言,Qp=Qv+△n·R·T这样,测得QV后,再由反应前后气态物质的量的变化,就可算出恒压燃烧焓Qp为了保证样品完全燃烧,氧弹中充以25~30大气压的氧气作为氧化剂。
氧弹放置在装有2000ml水的不锈钢水桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是温度恒定的水夹套,样品在氧弹中进行燃烧(见图2-2和2-3)。
但是,要使体系完全绝热还无法办到,环境和体系间总会有一定的热交换,因此,实测的温度变化值与恒容完全绝热体系的温度变化△T存在偏差,必须加以校正。
可采用雷诺作图法校正温度变化值,将实验测量的体系温度与时间数据作图,得曲线CAMBD,见图2-1(a),在样品燃烧之前,由于体系被搅动做功和微弱吸热(环境比体系温度高)体系温度随时间微弱升高,见CA线段,A点为样品点火时体系的温度,点火时,样品燃烧放出的热量使体系温度升高,达到最高点B,见AB线段,随后由于体系微弱放热(此时体系比环境温度高),温度随时间微弱下降,见线段BD。
燃烧焓的测定
实验2 燃烧焓的测定【实验目的】1. 掌握数显氧弹式热量计测定燃烧焓的热力学原理; 2. 了解数显氧弹式热量计的构造并掌握其使用方法。
【实验原理】物质标准摩尔燃烧焓燃烧焓是指在温度和标准状态下,由1 mol 指定相态的物质与氧气完全氧化的等压反应热,记为∆c H m (B,T )。
在适当条件下,很多有机物都能在氧气中迅速地完全氧化,因此可利用燃烧法快速准确地测定其燃烧焓。
测定装置:氧弹式热量计,如图2.1(介 绍氧弹式热量计结构,待测物燃烧处,等容绝热系统)。
因在氧弹式热量计中被测物质在定容下燃烧,因此测得的为Q V ,即∆c U m 。
但根据∆c H m (B ,T )=∆c U m (B ,T )+ ∆pV 若视为理想气体(∆PV =∑B νB(g )RT ),并忽略压力对∆c H m (B ,T )影响,则:∆c H m (B ,T )=∆c U m (B ,T )+ ∑B νB(g )RT ( 2.1)∆c U m (B ,T )测定原理:整个热量计可看做一个等容绝热系统,故∆U =0。
∆U 由四部分组成:○1样品在氧气中等容燃烧的∆c U (B);○2引燃丝燃烧的∆c U 。
○3氧弹中微量氮气氧化成硝酸的∆f U (HNO 3) ,即等容生成热力学能;○4热量计(包括氧弹,内桶,搅拌器和温度感应器等)的∆U (热力计)。
因此:∆U=∆c U (B)+ ∆c U (引燃丝)+∆f U (HNO 3)+ ∆U (热量计)=0∆f U (HNO 3)相对于∆c U (B)极小,而且氧弹中的微量氮气可通过反复充氧加以排除,因此∆f U (HNO 3)可忽略不计,上式则变为:∆U=∆c U (B)+ ∆c U (引燃丝)+ ∆U (热量计)=0 更实用的形式:m (B )·Q v (B) + m 2Q 2 + C ∆T = 0(2.2)实验测得能当量C 后,根上式计算Q v (B),进而换算为∆c U m (B,T)(除以M B )。
《实验二燃烧焓的测定_(全文终稿)》
《实验二燃烧焓的测定_(全文终稿)》一、实验目的1、掌握常见燃烧反应的计算方法;2、了解焓变、热力学第一定律等相关概念;3、通过计算燃料燃烧的热效应,测定其热值。
二、实验原理1、燃烧反应的化学方程式燃料+氧气→CO2+H2O+能量2、焓变的释义当化学反应在标准状态下进行时,参与反应的物质所吸收或者释放的热量就是化学反应的焓变。
3、热力学第一定律热力学第一定律指出:一个系统的内能改变等于给这个系统输送的热量减去这个系统对外界做功。
4、燃烧热值和燃料的热效应燃烧热值是指燃料在标准状态下,完全燃烧产生的热量与燃料质量之比。
燃料的热效应是指燃料燃烧时放出的热量。
三、实验仪器1、加热炉2、恒温水浴锅3、电子天平4、试管四、实验步骤1、称取约0.4g的甲醇,放入波尔摩试管中,使其离开水面约1cm;2、将波尔摩试管安置于红外线加热方式的加热炉中,关闭加热炉的开关;3、在恒温水浴中加热约40min,使气泡不再产生;4、将盖板打开,用火柴点燃波尔摩试管里面的燃料;5、将波尔摩试管重新置于加热炉中,进行预热,即燃料燃烧约2min,冷却30s;6、将试管取出,称量并记录质量变化△m,记录温度变化△T;7、使用计算公式计算燃料的燃烧热值。
五、数据处理1、计算甲醇的密度ρ;ρ= m/V =0.79g/cm³;2、计算甲醇的燃烧热值Q0;Q0=△m×42kJ/g÷ρV=303kJ/mol;3、计算甲醇在标准状态下的热效应ΔH0;ΔH0=Q0/n=−2105.5kJ/mol;六、误差分析和改进措施1、试管的精确质量、加热时间的精度、热量的损失等都会对实验结果带来一定的误差;2、在实验过程中,应注意实验装置的密封性,尽量减少热量散失;3、多次实验取平均值,减小误差。
七、结论通过实验测定,得到甲醇在标准状态下的热效应为-2105.5kJ/mol。
八、实验分析燃烧焓的测定是实验化学中最基本的测量方法之一。
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有机物燃烧焓的测定之实验报告老师 鉴定: 实验报告人: 实验 日期:一、 实验目的(1) 明确燃烧焓的定义,了解恒压热效应与恒容热效应的差别与关系;(2) 掌握温差测量的一般知识和技术; (3) 用氧弹式量热计测定有机物的燃烧焓; (4) 理解氧弹式量热计的测量原理。
二、 实验原理热化学中定义:在指定温度和压力下,1摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓,记作m c H ∆。
完全燃烧是指C 、H 、S 元素的燃烧产物分别为CO 2(g ),H 2O (l ),SO 2,而N ,Cl 等元素则变为游离状态。
根据热力学的定义,反应的焓变等于恒压过程的热效应,所以,某物质的燃烧焓m c H ∆也就是该物质燃烧反应的恒压热效应m p Q ,。
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,这就为准确测定它们的燃烧焓创造了有利条件。
但是,有机物的燃烧反应都有气体参与,并且反应前后气体的量通常要发生变化,因此,测量过程中不易控制燃烧为恒压过程或等压过程。
在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行,如在弹式量热计中进行,这样直接测得的是反应过程的恒容热效应v Q ,即燃烧反应的热力学能变u C ∆。
若将反应系统中的气体物质视为理想气体,根据热力学理论可得m c H ∆和m c U ∆的关系为m c H ∆=m c U ∆+∆n(g)RT 或RT g n Q Q m v m p )(,,∆+= (1)式中,T 为反应湿度(K );m c H ∆为摩尔燃烧焓(J •mol -1); m c U ∆为摩尔燃烧热力能变(J •mol -1);Δn(g)为燃烧反应前后气体物质的量之差,由反应方程式可求。
通过实验测得m v Q ,(J •mol -1)值,根据式(1)就可计算出m p Q ,(J •mol -1),即燃烧焓的值m c H ∆。
本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定。
其基本原理是能量守恒定律:通过量出已知量的待测物完全燃烧放出的热,可计算出m v Q ,。
而放出的热可使一定量的介质(如水)升高一定湿度,即在燃烧前后产生一定数值的温差,通过实验测出该温差值即可反知待测物燃烧放出的热。
氧弹式量热计结构如图2.1所示,氧弹结构如图2.2所示。
内筒和外筒视为绝热良好,实验中,设质量为a m (g )的待测物质(恒容燃烧热为m v Q ,)和质量为b m ( g )的点火丝(恒容燃烧热为q ,单位为J •g -1)在氧弹中燃烧,放出的热可使质量为m w 的水(比热容为w c ,单位为J •K -1•g -1)及量热器本身(热容为m C ,单位为J •K -1)的温度T 1升高到T 2,则根据能量守恒定律,放热量和吸热量相等,可得到系统的热平衡关系为:)()]()[(1212,T T K T T w c C m q Mm Q m w m b a m v -⨯=-⨯∙+-=⨯+⨯(2)图2.1 环境恒温式氧弹量热计 图2.2 氧弹结构示意图式中,M 为该待测物的摩尔质量;通常规定系统放热时Q 取负数,设)(m w m w c C K ∙+-=,一套仪器,当内筒中的水量一定时,K 值恒定,因此,称K 为仪器常数(J •K -1),常用已知燃烧热值v Q 的苯甲酸测定。
求出量热体系的常数K 后,再用相同方法对其他物质进行测定,测出温升12T T T -=∆,代入式(2),即可求得待测物的m v Q ,或m c U ∆。
实际上,氧弹式量热计的内筒和外筒间不是严格的绝热系统,再加上传热速度的限制,燃烧后由最高温度需一定的时间,并且有搅拌的存在,系统与环境必然发生热交换,因而从温度计上读得的温差就不是真实的温差。
为此,必须对读得的温差进行校正。
校正的方法有作图法(雷诺法)和公式法(奔特公式)。
三、 仪器和试剂氧弹式量热计,精密电子温差测量仪,氧气钢瓶,充氧机,压片机,万用电表,台秤,电子天平,容量瓶(1000mL ),苯甲酸(分析纯,mol KJ Q m v ∙-=51.3227,-1),萘(分析纯),专用燃烧镍丝(q=-1525J •g -1)。
四、 实验步骤1、 仪器常数的测定1) 准备点火丝:量取长约10cm 的点火丝,在电子天平上准确称量,得b m 值。
在直径约1mm 的柱状棒上,将其中段绕成螺旋形5~6圈。
2) 压片:用台秤预称取0.9g ~1.1g 的苯甲酸,在压片机上压成圆片。
将压片制成的样品放在干净的称量纸上,小心除掉有污染和易脱落部分,然后在电子天平上准确称量,得a m 值。
3)装氧弹:将氧弹盖取下放在专用架上,用滤纸擦净电极及不锈钢坩埚。
先放好坩埚,然后用镊子将样品放在坩埚正中央(样品凹面朝上)。
将准备好的燃烧丝两端固定在电极上,并将螺旋部分紧贴在样品的上表面,然后小心旋紧氧弹盖(注意:点火丝不可与坩埚接触,以防短路)。
为保证点火丝和样品接触良好,也可用已知燃烧热的棉线捆住样品片,将点火丝穿入棉线,即可保证接触良好。
4)充氧气:将氧弹接入充氧机,检查氧气钢瓶上的减压阀,使其处于关闭状态,再打开氧气钢瓶上的总开关。
然后轻轻旋进减压阀螺杆(拧紧即是打开减压阀),使氧气缓慢进入氧弹内。
待减压阀上的减压表压力指到1.8MPa ~2.0MPa 之间时停止,关闭氧气钢瓶总开关,并拧松压阀螺杆。
5)安装热量计:先放好内筒,调整好搅拌,注意不要让叶轮碰撞内筒壁。
将氧弹放在内筒正中央,接好点火插头,加入3000mL 自来水。
插入精密电子温差测量仪上的测温探头,注意既不要和氧弹接触、内筒壁接触,使导线从盖孔中出来,安装即完毕。
6)数据测量:打开精密电子温差测量仪,打开搅拌,设定温度读数时间间隔为30s 。
待温度基本稳定后将温差测量仪“采零”、“锁定”,开始记录温差数据。
整个数据记录分为以下3个阶段:(1)初期。
这是样品燃烧以前的阶段。
在这一阶段观测和记录周围环境和量热体系在试验开始温度下的热交换关系。
每隔1分钟读取温度1次,共读取6次。
(2)主期。
从点火开始至传热平衡称为主期。
在读取初期最末1次数值的同时,按一下“点火”按钮即进入主期。
此时每30秒读取温度1次,直到温度不再上升而开始下降的第1次温度为止。
若点火后1min 内看见有明显迅速的上升,说明点火不成功,应停止实验,查找原因后重做。
(3)末期。
若实验中长时间温度上升(或下降)很慢,如温差变化小于0.005℃时,可视为进入末期。
这一阶段的目的与初期相同,是观察在实验后期的热交换关系。
此阶段仍是每30s 读取温度1次,直至温度停止下降为止(约共读取10次)。
停止观察温度后,取出温度传感器和氧弹,用专用工具放尽氧弹中的气体,拧开并取下氧弹盖,氧弹中若有烟黑或未燃尽的试样残余,表明试验失败,其原因通常是氧气不足(如漏气),应重做实验。
2、 萘的燃烧焓的测定(1) 倒出内筒中的水。
(2) 称取0.8~1g 萘,用与“仪器常数的测定”相同的方法进行测定。
(3) 实验结束,用干布将氧弹内外表面和弹盖擦净,最好用热风将弹盖及零件吹干或风干。
五、 数据处理(用公式法校正温差)(1) 仪器常数由苯甲酸实验数据按下式计算:])/[(][12,t T T m q MmQ K b a m v ∆+-⨯+⨯=式中,M 为苯甲酸的摩尔质量;1T 为主期的第一个温度(即点火温度);2T 为主期的最后一个温度;t ∆为量热计热交换校正值;其余参数与式(1)中的相同。
(2) 量热计热交换校正值t ∆用奔特公式计算:r v v v m t 112/)(++=∆式中,v 为初期温度变化率;1v 为末期温度变化率;m 为在主期中每0.5min 温度上升不小于0.3℃的间隔数,第一间隔不管温度升高多少度都计入m 中,r 为在主期每0.5min 温度上升小于0.3℃的间隔数。
(3) 记录(表2.1)及计算:表2.1苯甲酸燃烧实验数据室温:22.30℃ 外筒温度:22.50℃苯甲酸热值:mol KJ Q m v ⋅-=51.3227,-10014.010/)006.0020.0(=-=v0034.010/)756.1722.1(1-=-=v0438.0120034.02/3)0034.00014.0(-=⨯-⨯-=∆t ℃g m a 9964.0=J m q b 47.160108.01525-=⨯-=⨯⋅-=---⨯-=J K 839.17080)0438.0250.0838.1/()47.16122/9964.03227510(℃-1(4) 萘的恒容燃烧热由实验结果按下式计算(表2.2): 表2.2萘燃烧实验数据室温:22.30℃ 外筒温度:20.30℃0015.010/)010.0025.0(=-=v0021.010/)487.2466.2(1-=-=v0219.0100021.02/3)0021.00015.0(-=⨯-⨯-=∆t ℃燃烧反应方程式为:()()()()l O H g COg O s H 22281041012C +→+()[]{}am M b m v m q t T T K Q ⨯⨯-∆+-⨯=12,m o lKJ /158.37349182.0128}0097.01525]0219.0)898.0489.2[(839.17080{-=⨯⨯+--⨯-=RT Q nRT U Q H m v m c m p m c 2,,-=∆+∆==∆475.293314.823734158⨯⨯--=m o l KJ ⋅-=038.3739T(K)为反应温度,可在按下点火按钮时记下精密电子温差测量仪显示的温度读数,等于20.325℃。
六、 注意事项(1) 样品压片要压紧。
(2) 氧弹充气时要注意安全,注意操作时,人应站在侧面,手上不可附有油腻物。
(3) 每次使用钢瓶时,应在老师指导下进行。
(4) 试样燃烧焓的测定和仪器常数的测定,应尽可能在相同条件下进行。
(5) 未取出温度传感器时,不得打开量热计的盖子。
七、 思考题(1) 本实验中如何考虑系统与环境?答:氧弹内部空间为体系,氧弹以外为环境。
(2) 固体样品为什么要压成片状?如何测定液体样品的燃烧热?答:压成片状是为了方便称量和安装试验装置,避免在称量和装药品时有损失,影响实验数据的准确性,而且在点火时受热就比较均衡。
在测定液体样品时,将液体样品装入坩埚中,将点火丝固定在电极上,有螺旋的部位浸入样品内,并注意点火丝不与坩埚接触。
(3) 如何用萘的燃烧焓数据来计算萘的标准生成焓?答:由反应8102410H C H C →+,知生成焓就是反应焓,反应焓等于:10⨯(C 的燃烧焓)+4⨯(2H 的燃烧焓)-(810H C 的燃烧焓)。