物理化学实验报告讲义燃烧热实验

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燃烧热_实验报告

燃烧热_实验报告

一、实验目的1. 了解燃烧热的定义和意义;2. 掌握燃烧热的测定方法;3. 熟悉氧弹量热计的使用和操作;4. 分析实验误差,提高实验技能。

二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质在恒定压力下完全燃烧时,生成稳定的氧化物所放出的热量。

在实验中,通过测定一定量的可燃物质在氧弹中完全燃烧时,氧弹及周围介质(水)的温度升高,从而计算出燃烧热。

实验原理如下:1. 燃烧热的计算公式:Q = m q,其中Q为燃烧热,m为可燃物质的质量,q为燃烧热的热值。

2. 热值q的测定:通过测量氧弹及周围介质(水)的温度升高,计算出热量Q,然后除以可燃物质的质量m,得到热值q。

3. 燃烧热的测定:根据热值q和可燃物质的摩尔质量,计算出燃烧热。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:氧弹量热计、数字式精密温度计、电子天平、秒表、量筒、烧杯、试管、滴管、点火器等。

2. 试剂:苯甲酸(标准物质)、萘(待测物质)、蒸馏水、点火丝等。

四、实验步骤1. 准备实验仪器,检查氧弹量热计是否正常工作。

2. 称取一定量的苯甲酸,放入氧弹中,密封。

3. 将氧弹放入量热计的水中,预热至室温。

4. 用点火器点燃点火丝,迅速将点火丝伸入氧弹中,点燃苯甲酸。

5. 记录燃烧过程中氧弹及周围介质(水)的温度变化,直至燃烧结束。

6. 计算燃烧热:Q = m q,其中m为苯甲酸的质量,q为燃烧热的热值。

7. 称取一定量的萘,重复上述实验步骤,测定萘的燃烧热。

五、实验数据与结果1. 苯甲酸的燃烧热:- 苯甲酸的质量:0.1000 g- 燃烧热的热值:26.460 kJ/g- 燃烧热:Q = 0.1000 g 26.460 kJ/g = 2.646 kJ2. 萘的燃烧热:- 萘的质量:0.1000 g- 燃烧热的热值:35.640 kJ/g- 燃烧热:Q = 0.1000 g 35.640 kJ/g = 3.564 kJ六、实验误差分析1. 实验误差来源:- 温度计读数误差;- 热值测定误差;- 可燃物质称量误差;- 氧弹密封性能;- 环境温度、湿度等外界因素。

大学物理化学实验报告燃烧热测定

大学物理化学实验报告燃烧热测定

物理化学实验报告院系化学化工学院班级化学061学号13姓名沈建明实验名称焚烧热的测定日期同组者姓名史黄亮室温气压成绩一、目的和要求1.用氧弹量热计测定蔗糖的焚烧热。

2.明确焚烧热的定义,认识恒压焚烧热与恒容焚烧热的差别。

3.认识量热计中主要局部的作用,掌握氧弹量热计的实验技术。

4.学会雷诺图解法校订温度改变值。

二、根来源理焚烧热是指 1 摩尔物质完整焚烧时所放出的热量。

在恒容条件下测得的焚烧热称为恒容焚烧热〔 Q v〕,恒容焚烧热这个过程的内能变化(U)。

在恒压条件下测得的焚烧热称为恒压焚烧热〔Q p〕,恒压焚烧热等于这个过程的热焓变化〔H〕。

假定把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体办理,那么有以下关系式:Q p Q V B ( g)RT本实验采纳氧弹式量热计丈量蔗糖的焚烧热。

丈量的根来源理是将必定量待测物质样品在氧弹中完整焚烧,焚烧时放出的热量使热量计自己及氧弹四周介质(本实验用水 )的温度高升。

经过测定焚烧前后热量计〔包含氧弹四周介质〕温度的变化值,就能够求出该样品的焚烧热。

其关系以下:m样Q v 1 Q l ( m水C水+ C计 ) TM此中, Q l为点火丝的焚烧热〔 Q l= J﹒ cm-1〕,C 水 = J·g-1·K-1,量热计的水当量此后,就能够利用上式经过实验测定其余物质的焚烧热。

氧弹是一个特制的不锈钢容器为了保证待测样品能够完整焚烧,氧弹中应充以高压氧气〔或许其余氧化剂〕,还一定使焚烧后放出的热量尽可能所有传达给量热计自己和此中盛放的水,而几乎不与四周环境发生热互换。

可是,系统与环境之间的能量互换仍旧没法完整防备,这能够是同于环境向量热计辐射进热量或做功〔比方电功〕而使其温度高升,也能够是因为量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低。

所以焚烧前后温度的变化值不可以直接正确丈量,而一定经过作图法进行校订。

试验装置剖面图:1-氧弹; 2-温度传感器; 3-内筒;4-空气隔层; 5-外筒; 6-搅拌三、仪器、试剂氧弹卡计 1 台剖析天平 1 台压片机 1 台数字型贝克曼温度计 1 支精细数字温度温差仪 SWC-Ⅱ D 1 台点火丝 3 根直尺 1 把容量瓶〔 1000ml〕 1 个氧气钢瓶及减压阀 1 套蔗糖〔 .〕苯甲酸〔 .〕萘〔 .〕四、实验步骤1.量热计水当量Cm 的测定(1〕称取~ 1g 左右的苯甲酸〔不得超出〕;(2〕量取引火丝的长度,中间用细铁丝绕几圈做成弹簧形状;(3〕对称好的苯甲酸样品进行压片;(4〕再次称量压好片的苯甲酸样品;(5〕将样品上的引火丝两头固定在氧弹的两个电极上,引火丝不可以与坩埚相碰;(6〕将氧弹盖盖好。

物化实验报告燃烧热的测定苯甲酸萘doc

物化实验报告燃烧热的测定苯甲酸萘doc

物化实验报告:燃烧热的测定-苯甲酸-萘.doc一、实验目的1.掌握燃烧热测定的原理和方法。

2.学习使用热电偶温度计测量温度。

3.了解苯甲酸和萘的燃烧热及其热效应。

二、实验原理燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。

测定燃烧热可以了解物质的能量性质,为研究物质的结构和反应机理提供依据。

本实验通过测量苯甲酸和萘燃烧时温度的变化,计算出它们的燃烧热。

三、实验步骤1.准备实验器材:热电偶温度计、保温杯、热量计、分析天平、锌粉、氧气、实验样品(苯甲酸和萘)。

2.安装热电偶温度计:将热电偶温度计与热量计连接,确保密封良好。

3.准备样品:用分析天平称取一定量的苯甲酸和萘,分别放入两个保温杯中。

4.开始测量:打开氧气钢瓶,调节氧气流量,点燃燃烧器,将热电偶温度计插入保温杯中,记录初始温度t1。

5.样品燃烧:在氧气流中点燃保温杯中的样品,注意控制氧气流量,使样品完全燃烧。

6.记录温度:燃烧结束后,记录最终温度t2。

7.清洗仪器:用少量乙醇清洗燃烧器及周围区域,确保无残留物。

8.重复实验:对苯甲酸和萘分别进行上述实验,记录每次的初始温度和最终温度。

四、数据分析与处理1.数据记录:记录每次实验的初始温度t1和最终温度t2。

2.数据处理:根据温度差和物质的量,计算出每次实验放出的热量Q。

Q =mc(T2 - T1),其中m为物质的量,c为比热容,T2和T1分别为最终温度和初始温度。

3.燃烧热计算:根据放出的热量Q和物质的量n,计算出燃烧热ΔH。

ΔH = -nQ / 1000kJ/mol。

其中n为参加反应的物质的量(本实验中为1mol),Q为放出的热量。

注意将单位转换为kJ/mol。

4.结果分析:比较苯甲酸和萘的燃烧热,分析它们的能量性质及结构特点。

五、实验结论通过本实验,我们掌握了燃烧热测定的原理和方法,学会了使用热电偶温度计测量温度。

同时,我们了解了苯甲酸和萘的燃烧热及其热效应,为研究这两种物质的能量性质和结构特点提供了实验依据。

燃烧的原理实验报告(3篇)

燃烧的原理实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解燃烧的基本原理,包括燃烧的必要条件、燃烧过程中的能量变化等。

2. 掌握燃烧实验的基本操作方法,提高实验技能。

3. 通过实验观察燃烧现象,加深对燃烧原理的理解。

二、实验原理燃烧是指可燃物质与氧气(或其他氧化剂)在一定的条件下发生放热反应的过程。

燃烧的必要条件包括:1. 可燃物质:具有可燃性的物质,如木材、纸张、汽油等。

2. 氧气:助燃剂,通常指空气中的氧气。

3. 热量:点燃可燃物质,使其达到着火点。

燃烧过程中,可燃物质与氧气发生化学反应,生成新的物质,并释放出大量的热量。

燃烧反应的化学方程式如下:可燃物 + 氧气→ 燃烧产物 + 热量三、实验用品1. 可燃物质:木材、纸张、汽油等。

2. 氧气:空气。

3. 热源:酒精灯、打火机等。

4. 实验仪器:烧杯、试管、温度计、天平等。

四、实验步骤1. 取一定量的可燃物质,放入烧杯中。

2. 用酒精灯或打火机点燃可燃物质,观察燃烧现象。

3. 记录燃烧过程中的温度变化,并观察燃烧产物的颜色、状态等。

4. 对燃烧过程进行定量分析,如测定燃烧产物的质量、热量等。

5. 分析实验数据,验证燃烧原理。

五、实验现象1. 燃烧时,可燃物质发出火焰,并伴有热量释放。

2. 燃烧产物有气体、液体和固体,其颜色、状态等因可燃物质不同而异。

3. 燃烧过程中,温度逐渐升高,直至可燃物质完全燃烧。

六、实验结果与分析1. 燃烧过程中,可燃物质与氧气发生化学反应,生成新的物质,并释放出大量的热量。

2. 燃烧产物的颜色、状态等因可燃物质不同而异。

例如,木材燃烧产生烟雾和灰烬,汽油燃烧产生蓝色火焰和少量水。

3. 通过实验数据,验证了燃烧过程中温度逐渐升高,直至可燃物质完全燃烧。

七、实验结论1. 燃烧是可燃物质与氧气(或其他氧化剂)在一定的条件下发生放热反应的过程。

2. 燃烧的必要条件包括可燃物质、氧气和热量。

3. 燃烧过程中,可燃物质与氧气发生化学反应,生成新的物质,并释放出大量的热量。

大学物理化学实验燃烧热的测定实验报告

大学物理化学实验燃烧热的测定实验报告

‫ ﻫ‬ΔH=ΔU+Δ(PV) ---------------------------

---

--

(

)
QP = QV + ΔnRT -------------------------------
---(2)
氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。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有关附件的温度升高。测量介质
“燃烧热 J/mol”、“冷却校正值”、“温差+校正”等实验数据。 点击“数据存盘”,输入文件名,文件名为实验者姓名的汉语拼
音。点击“退出”。
(4)整理工作 关闭搅拌,打开热量计胶木盖,拔下点火电源插头,取出氧弹,排 去废气,检查燃烧是否完全。将热量计内桶的水倒去并放回原处。
五、数据记录及其处理
我组得到的实验数据如下图:
9 18.515 9.25 18.535 9.5 18.55 9.75 18.561 10 18.572 10.25 18.583 10.5 18.592 10.75 18.598 11 18.604 11.25 18.608 11.5 18.615
11.75 18.62 12 18.623
12.25 18.625 12.5 18.627 12.75 18.628 13 18.63 13.25 18.63 13.5 18.631 14.5 18.632 15.5 18.631 16.5 18.631 17.5 18.67
2 16.928
3
16.93
4 16.932
5 16.933
6 16.935
6.25 17.108
6.5 17.602 6.75 17.867

物理化学-物理化学-实验一:燃烧热的测定

物理化学-物理化学-实验一:燃烧热的测定

实验一 燃烧热的测定一、实验目的及要求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、实验原理燃烧热是指一摩尔物质完全燃烧时的热效应。

所谓“完全燃烧”,是指有机物质中的碳燃烧生成气态二氧化碳、氢燃烧生成液态水等。

例如:萘的完全燃烧方程式为:C 10H 8(s)+12O 2(g)=10CO 2(g)+4H 2O(1)燃烧热测定可在恒容或恒压条件下进行。

由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功情况下,恒容燃烧热Q v = ΔU , 恒压燃烧热Q p = ΔH 。

在氧弹式量热计中测得燃烧热为Q v , 而一般热化学计算用的值为Q p , 这两者可通过下式进行换算:Q p = Q v + ΔnRT (1)式中Δn 为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量的差值;R 为摩尔气体常数;T 为反应温度(K )。

在盛有定量水的容器中,放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹,然后是样品完全燃烧,放出的热量传给水及仪器,引起温度上升。

若已知水量为W 克,水的比热为C , 仪器的水当量W ’(量热计每升高1o C 所需的热量)。

而燃烧前、后的温度为t 0和t n 。

则m 克物质的燃烧热为:Q ’ = (CW + W ’) (t 0 - t n ) (2)若水的比热为1 (C = 1), 摩尔质量为M 的物质,其摩尔燃烧热为:Q = Mm (W + W ’) (t 0 - t n ) (3) 水当量W ’的求法是用已知燃烧热的物质(如本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧,测其始、末温度,按式(3) 求W ’。

一般因每次的水量相同,(W + W ’)可作为一个定值 (W )来处理。

故Q = Mm (W ) (t 0 t n ) (4) 在精确的实验中,辐射热及铁丝燃烧所放出的热量及温度计本身的校正都应该考虑。

物理化学实验燃烧热的测定

物理化学实验燃烧热的测定

物理化学实验燃烧热的测定燃烧热是指物质在恒定压力下完全燃烧时释放或吸收的热量。

测定物质的燃烧热对于研究物质的性质、燃烧过程以及能量转化等方面有着重要的意义。

本文将介绍物理化学实验中燃烧热的测定方法及实验操作步骤。

一、实验原理物质的燃烧热可以通过燃烧反应的焓变来确定。

焓变是指在恒定压力下,反应过程中系统的热量变化。

燃烧反应通常可写为:物质A + O2 →产物其中A为被燃烧的物质,O2为氧气。

在完全燃烧状态下,反应中物质A测绝对燃烧热ΔH0为反应放出的能量。

ΔH0 = Q = mCpΔTΔH0为燃烧热,Q为吸热或放热量,m为物质A的质量,Cp为物质的定压比热容,ΔT为温度变化。

因此,测定物质的燃烧热可以通过测量温度的变化来获得。

通常使用强酸作为火焰初始温度的参比剂,并且将物质A置于绝热杯中,然后点燃A,利用燃烧释放的能量将水加热,并通过温度变化来计算燃烧热。

二、实验操作步骤1.实验器材准备:绝热容器、温度计、天平、火焰点火器、水槽等。

2.实验器材清洗:将使用的器材仔细清洗,确保没有残留物影响实验结果。

3.实验设备调整:调整绝热容器的蓄热性能,使其能够尽可能阻止热量的流失。

4.实验样品准备:将待测物质A称取适量,并记录其质量m1。

5.温度计校准:将温度计置于标准温度环境中,校准它的读数准确性。

6.绝热环境建立:将绝热容器放入水槽中,并检查是否存在漏气现象。

7.水槽温度调节:调节水槽内的水温至近似于室温。

8.实验数据记录:将待测物质A点燃,同时记录绝热容器的初始温度。

9.燃烧反应进行:将点燃的物质A以尽量均匀的速率燃烧,观察温度变化情况,直到温度基本稳定。

10.温度数据记录:记录绝热容器中水的温度随时间的变化情况。

11.数据处理:将温度数据绘制成曲线图,计算出最终温度变化ΔT。

12.计算燃烧热:根据实验原理,计算物质A的燃烧热ΔH0。

三、实验注意事项1.实验器材应干净整洁,以免影响实验结果。

2.实验样品应准确称量,以确保实验的准确性。

物理化学 物理化学 实验一燃烧热的测定

物理化学 物理化学 实验一燃烧热的测定

实验一燃烧热的测定一、实验目的及要求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。

掌握用雷诺图解法校正温度的改变值3.二、实验原理燃烧热是指一摩尔物质完全燃烧时的热效应。

所谓“完全燃烧”,是指有机物质中的碳:燃烧生成气态二氧化碳、氢燃烧生成液态水等。

例如:萘的完全燃烧方程式为CH(s)+12O(g)=10CO(g)+4HO(1)282210燃烧热测定可在恒容或恒压条件下进行。

由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功情况下,恒容燃烧热Q = ΔU, 恒压燃烧热Q = ΔH。

在氧弹式量热计中测得燃烧热为Q, 而vvp一般热化学计算用的值为Q,这两者可通过下式进行换算:p1)( ΔnRT + Q = Q vp式中Δn为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量的差值;R 为摩尔气体常数;T 为反应温度(K)。

在盛有定量水的容器中,放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹,然后是样品完全燃烧,放出的热量传给水及仪器,引起温度上升。

若已知水量为W克,水的比热为C, 仪o C 所需的热量)。

而燃烧前、后的温度为t和t。

则m克物器的水当量W'(量热计每升高1n0质的燃烧热为:2) ( t') ( ? t) + Q ' = (CWW n0若水的比热为1 (C = 1), 摩尔质量为M的物质,其摩尔燃烧热为:m3)(t ') (t? ) WW =Q ( + n0M水当量W'的求法是用已知燃烧热的物质(如本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧,测W3))WW。

一般因每次的水量相同,W其始、末温度,按式() 求'( + '可作为一个定值( 1m W4)(=来处理。

故Q(t) ( ? t) n0M在精确的实验中,辐射热及铁丝燃烧所放出的热量及温度计本身的校正都应该考虑。

物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘(优选.)

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)。

物理化学实验报告-燃烧热的测定

物理化学实验报告-燃烧热的测定

实验四燃烧热的测定摘要:本实验采用氧弹量热计测定萘的恒容燃烧热,并计算萘的恒压燃烧热。

在测量过程中先用标准物质苯甲酸标定量热计的热容,通过雷诺校正图的方法校正过程的温度变化,以获得同绝热系统相近的测量效果,然后用相同的方法进行萘的燃烧测定关键词:氧弹量热计燃烧热雷诺校正图The Determination of The Combustion Heat of AlbocarbonAbstract:In this experiment, we determined the combustion heat of Albocarbon at a constant volume by using Oxygen-bomb calorimeter and then calculated thecombustion heat at a constant pressure. Benzoic acid, as standard substance,is used at the process of the experience first, and then we calculated the heatcapacity of the whole instrument. Through the method of Renault correctfigure we can measure the temperature variance to simulate a perfectinsulator-system in the actual system. After that, we got the albocarbon’scombustion heat at a constant volume.Key words:Oxygen-bomb calorimeter Combustion heat Renault correct figure1.序言摩尔燃烧热是指一摩尔纯净物完全燃烧时所放出的热量。

燃烧热测定,实验报告(精选5篇)

燃烧热测定,实验报告(精选5篇)

燃烧热测定,实验报告(精选5篇)第一篇:燃烧热测定,实验报告20XX 报告汇编 Compilation of reports报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档燃烧热的测定一、实验目的λ使用氧弹式量热计测定固体有机物质(萘)的恒容燃烧热,并由此求算其摩尔燃烧热。

λ了解氧弹式量热计的结构及各部分作用,掌握氧弹式量热计的使用方法,熟悉贝克曼温度计的调节和使用方法λ掌握恒容燃烧热和恒压燃烧热的差异和相互换算二、实验原理焓摩尔燃烧焓∆∆cHm 恒容燃烧热 QV ∆∆rHm = Qp∆∆rUm = QV 对于单位燃烧反应,气相视为理想气体∆∆cHm = QV +∑∑νν BRT =QV +△ n(g)RT 氧弹中放热(样品、点火丝)=吸热(水水、氧弹、量热计、温度计)待测物质QV -摩尔恒容燃烧热Mx -摩尔质量εε-点火丝热值bx -所耗点火丝质量 q -助燃棉线热值cx -所耗棉线质量 K -氧弹量热计常数∆∆Tx -体系温度改变值xV x x xxWQ(x)+ εb +qc = KΔTM报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档三、仪器及设备标准物质:苯甲酸待测物质:萘氧弹式量热计-恒热夹套2弹-氧弹 3 -量器热容器 4片-绝热垫片 5 -隔热盖盖板-马达 7,10 -搅拌器 8 -伯克曼温度计 9 -读数放大镜 11 -振动器12 -温度计报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档四、实验步骤 1.量热计常数 K 的测定(1)苯甲酸约 1.0g,压片,中部系一已知质量棉线,称取洁净坩埚放量置样片前后质量 W1 和和 W2(2)把盛有苯甲酸片的坩埚放于氧弹内的坩埚架上,连接好点火丝和助燃棉线(3)盖好氧弹,与减压阀相连,充气到弹内压力为1.2MPa 为止(4)把氧弹放入量热容器中,加入 3000ml 水(5)调节贝克曼温度计,水银球应在氧弹高度约 1/2 处(6)接好电路,计时开关指向“1 分”,点火开关到向“ 振动”,开启电约源。

物理化学实验讲义

物理化学实验讲义

实验一燃烧热的测定一、实验目的1.掌握燃烧热的定义,了解恒压燃烧热和恒容燃烧热的区别;2.学会使用弹式量热计测定萘的燃烧热;3. 了解量热计的原理和构造,并掌握其使用方法。

二、实验原理1mol物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。

所谓完全氧化,在热力学上有明确的规定,如碳完全氧化的产物是二氧化碳而不是一氧化碳。

本实验采用量热法测定燃烧热,在恒容或恒压条件下,可以测定恒压燃烧热Q p和恒容燃烧热Q v。

根据热力学第一定律,恒压燃烧热Q p等于焓的增量(△H),而恒容燃烧热Q v等于内能的增量(△U)。

如果参加反应的气体和生成的气体都看成是理想气体的话,则有下面关系式:△H =△U +△(pV)Q p= Q v + △nRT式中,△n—燃烧前后反应物和生成物中气体的物质的量的变化;R—摩尔气体常数;T—反应时热力学温度。

氧氮量热计测量装置及氧氮剖面图如下图所示:图1、氧氮量热计测量装置及氧氮剖面图根据能量守恒定律,样品完全燃烧所释放的热量使得周围介质的温度的升高。

因此,只要测定燃烧前后温度的变化△T ,就可以求得恒容燃烧热,关系式如下所示:-- =+ TV l m Q lQ m C C M样计水水()式中m 样和M 分别为样品的质量和摩尔质量;Q v 为样品的恒容燃烧热;ι和Q l 为引燃丝的长度和单位长度燃烧热;m 水和C 水为水的质量和比热容;C 计为量热计的水当量,即除水之外,量热计升高1℃所需要的热量;△T 为燃烧前后水温的变化值。

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,必须对温差进行校正,通常用雷诺温度校正图进行校正。

将燃烧前后温度随时间的变化作图,可得下列曲线:图2、雷诺校正曲线图图中H点表示燃烧开始;D点为读得的最高温度;从相当于室温的J 作水平线交曲线于l点,过l点做垂线ab,在将FH、GD反向延长交ab于A、C两点,A、C两点的温度差即为校正后得温度差值。

实验报告燃烧热的测定

实验报告燃烧热的测定

实验报告燃烧热的测定一、实验目的燃烧热的测定是物理化学实验中的一个重要项目,本次实验的主要目的在于:1、了解氧弹量热计的原理、构造及使用方法。

2、明确燃烧热的定义,掌握恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。

3、学会用雷诺作图法校正温度变化。

4、掌握用氧弹量热计测定萘等固体有机物燃烧热的方法。

二、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(Qv),在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp)。

恒压燃烧热与恒容燃烧热之间的关系为:Qp =Qv +ΔnRT,其中Δn 为反应前后气体物质的量之差,R 为气体常数,T 为反应温度。

本实验采用氧弹量热计测量固体有机物的燃烧热。

氧弹量热计的基本原理是能量守恒定律,样品在氧弹中完全燃烧所释放的能量使量热计本身及周围介质温度升高,测量介质燃烧前后温度的变化,就可以计算出样品的燃烧热。

量热计与周围环境的热交换无法完全避免,这会给测量结果带来误差。

为了校正这一误差,采用雷诺作图法。

三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹量热计压片机电子天平贝克曼温度计点火丝氧气钢瓶2、试剂萘(分析纯)苯甲酸(分析纯)引燃专用棉线四、实验步骤1、样品准备用电子天平准确称取约 10g 苯甲酸,在压片机上压成片状。

称取约 06g 萘,同样压片处理。

2、装样将压好的苯甲酸片上缠好引燃棉线,固定在氧弹的坩埚内,棉线另一端系在点火丝上。

点火丝不能与坩埚壁接触,确保点火丝与样品充分接触。

3、充氧将氧弹盖拧紧,接上氧气钢瓶,缓慢充入氧气至压力约为15MPa。

4、测量水当量在量热计内筒中加入一定量的去离子水,调节水温与室温相差不超过 1℃。

将氧弹放入内筒,装好搅拌器和贝克曼温度计,盖好盖子。

开启搅拌器,每隔 30 秒记录一次温度,连续记录 10 分钟左右。

点火,继续记录温度,直至温度上升趋势平稳,停止记录。

5、测量萘的燃烧热重复上述步骤,将苯甲酸换成萘进行实验。

物理化学实验报告-燃烧热的测定(2)

物理化学实验报告-燃烧热的测定(2)

2)参与反应的气体均视为理想气体,则Q p =Q V +ΔnRT 。

Q V 为恒容燃烧热,Q p 为恒压燃烧热,Δn 为反应前后产物与反应物中气体的物质的量之差,R 为摩尔气体常量,T 为反应的热力学温度。

3)化学反应的热效应(包括燃烧热)通常用恒压热效应ΔH 来表示。

2.氧弹热量计和装置原理1)本实验采用恒温式氧弹热量计。

在下面的氧弹热量计装置图中,贝克曼温度计和外筒温度计在本实验中采用精密温差测定仪来代替。

2)测燃烧热原理:样品在纯氧气氛中完全燃烧放出的热量使氧弹周围介质温度升高,若已知仪器常数,测量其温差即可求算样品的恒容燃烧热。

燃烧热计算式:Q V W + q 1x + q 2 ≈ Q V W + q 1x = KΔh式中Q V (J/g )为萘(被测物质)的恒容燃烧热;W (g )为萘的质量;x (g )为烧掉点火丝(铜丝)的质量;已知铜丝的燃烧热q 1=-2510J/g ,此实验中由于q 2(即氧弹内的N 2生成硝酸时放出的热量)太小则可以忽略。

一般用已知燃烧热的标准物质苯甲酸来标定氧弹热量计的仪器常数K (J/mm ),已知苯甲酸的恒容燃烧热Q V =-3231.3KJ/mol 。

Δh (mm )为记录纸上曲线的峰高。

设苯甲酸和萘的恒容燃烧热分别为Q V1和Q V2,烧掉铜丝的质量分别为x 1和x 2,消耗样品质量分别为W 1和W 2,曲线记录的峰值分别为Δh 1和Δh 2,则萘的恒容燃烧热可由下式计算得:Q V2= Q V1W 1+q 1x 1 ∆h 2−q 1x 2∆h 1∆h 1W 2 此处燃烧热的单位为KJ/g ,注意单位的换算。

3)为了保证样品完全燃烧,氧弹中必须充足高压氧气(本实验要求在1.2-1.4MPa 之间)。

因此要求氧弹必须耐高压、密封、耐腐蚀,同时粉末样品必须压成片状,以免充气时冲散样品,使样品燃烧不完全。

必须使燃烧后放出的热量尽可能传递给介质,使水温升高,因此应尽量避免和减小由于辐射、对流以及传导等引起的能量散失。

物化实验报告:燃烧热的测定

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。

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3、量热测量是热力学的最基本最重要的研究方法之一,也是热力学学科的重要组成 部分。量热法可测定的物理量包括燃烧热、中和热、溶解热、蒸发热、熔化热、离解热
等。量热测量可以在等容条件下进行(如燃烧热),也可以在等压条件下进行(如中和热、
蒸发热、融化热等)。燃烧热一般在氧弹量热计中进行测量。许多稳定态单质在氧中的氧
各项数据后,点击操作,选择“计算水当量”,点击文件,保存数据,不要退出,点击
窗口,选择“待测物曲线图”。 3、萘的燃烧热的测定 用水冲洗氧弹及坩埚,倒掉内筒的水,并用纱布擦干。粗称萘 0.5-0.8 g,压片后,精
称质量,同苯甲酸一样装氧弹,重复以上操作测量萘的燃烧热,计算时点击操作,选择 “燃烧热计算”,其它与水当量计算相同,打印图表。
热系统温度升高(T)。实验测得温度升高,再根据量热计的水当量 K,就可以计算燃烧
反应的摩尔反应热 QV,m。即 QV,m = K•Δ T
Байду номын сангаас
(3-2)
量热计的水当量用已知燃烧热的标准物质(如基准试剂苯甲酸)来标定。若量热系统与
环境(外筒及其中的水)无热交换,可用下式计算水当量:
K
=
Q V ,1
m 1
+Q V ,2
图 3-1 量热计构造简图
1.外筒;2.内筒;3.氧弹;4.内筒搅 拌器;5.外筒温度计;6.控制箱; 7.外筒搅拌器;8.内筒贝克曼温度 计;9.温度温差仪
图 3-2 氧弹构造简图
1.弹体;2.坩埚;3.点火丝;4、5. 电极;6.弹盖;7.进/排气孔
1、首先打开控制箱和计算机电源的开关,双击计算机桌面上的“燃烧热 1.0”就可 以进入“燃烧热测定实验数据采集系统”。
4、实验结束后,把内桶的水再倒回容量瓶中,把内桶和氧弹擦干,仪器恢复原样。
数据处理
1、 用雷诺法确定苯甲酸、萘在燃烧前后的温差Δ T。 2、 代入相关公式,写出水当量计算和萘的定容燃烧热的具体计算过程,并与计算机
所给数值对比,计算萘的定压燃烧热。
注意事项
压片时既不能压的太紧也不能太松,点火丝一定要和样品片接触上,否则都可能 导致点火失败。
仪器和药品
仪器:SHR-15 型氧弹式量热计,微机,氧气钢瓶,电子天平,万用表,电子分析 天平,压片机,容量瓶,滴定管,移液管,锥形瓶,镍丝。
药品:苯甲酸(基准试剂),萘(A.R.),NaOH 溶液(0.1 mol·L-1),酚酞指示剂。 量热计及氧弹的结构示意图如图 3-1 和图 3-2。
实验步骤
第三章 物理化学量的测定
实验 24 燃烧热的测定
预习要求
1. 了解气体钢瓶的使用方法和注意事项。 2. 了解氧弹式量热计的构造和工作原理。 3. 明确物质的定压燃烧热与定容燃烧热的关系。
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。 2. 学习用微机自动监控量热测量全过程。 3. 熟悉氧弹量热计的构造、工作原理及测量方法。 4. 掌握热化学实验中温差校正的方法。
指示灯亮。
坐标设置:点击设置,选择“设置坐标系”,输入温度坐标(1℃- 5℃),时间为
30 min,然后确定。 点击操作,选择“开始绘图”,5 min 后可以点火。点火灯亮一下就会灭掉,此时
注意观察温度的变化,温度上升很快说明点火成功,如果温度变化缓慢说明点火失败, 应查明原因后重做。30 min 后点击“停止绘图”,保存数据。
Qp,m,二者可以用下式换算:
Qp,m = QV,m + B(g)RT
(3-1)
其中B(g)指燃烧反应计量方程式中气体物质 B 的计量系数之代数和。
本实验用 SHR-15 型氧弹式量热计测定萘的燃烧热。样品在氧弹中燃烧放出的热、点
火丝燃烧放出的热、空气中少量氮气氧化成硝酸的生成热,全部被量热系统吸收,使量
m 2
+
nf Hm
T
S
(3-3)
式中:m1、m2、n——苯甲酸、已燃烧的镍丝的质量及生成硝酸的物质的量。
Qv,1、Qv,2 和Δ fHm——苯甲酸、镍的质量燃烧热及硝酸的摩尔生成焓。
Δ Ts——量热系统温度的升高。
为了保证样品完全燃烧,氧弹中充以 1.5 MPa 的纯氧。为防止粉末样品因飞散而造
成燃烧不完全,将粉末样品压片。
2、水当量的测定 (1)准备工作 称样:用天平粗称苯甲酸 0.8-1.0 g,压片。再用电子天平精确称出其质量。 安装点火丝:取一根点火丝在中间部分绕成螺旋状,先把圆环套向上抬起,再把 点火丝的两端缠在电极柱的缺口上,点火丝的螺旋部分一定要镶嵌在样品槽里,然后把 圆环套压下来,注意样品必须接触到点火丝,但点火丝不能碰到坩埚壁,坩埚和另一电 极柱也不能接触。向氧弹内装入 10 mL 去离子水,把氧弹拧紧。用万用表测量两电极间 的电阻。 充氧:用氧气钢瓶通过氧弹的进气孔慢慢向氧弹内充入氧气,使氧弹内压力缓慢 增加到 1.5 MPa,关闭氧弹的进气孔。再测一次电阻,前后阻值相差不大可继续实验,否 则打开检查。 内桶的水:用容量瓶量出 3000 mL 去离子水,调节其温度比外桶水温低约 0.3~0.5℃。 (2)反应过程 先把氧弹放入内桶合适的位置上(不要碰到搅拌器),再把 3000 mL 已调好温度 的去离子水倒入内桶中。先安装带有螺旋头的电极,再插上另一个电极,装好贝克曼温 度计的探头(注意温度计不能碰到氧弹和内桶的壁)。打开控制箱上的搅拌,5 min 后按 温度温差仪上的 采零 键,看到温差指示为零后(若不为零多按几次),按 锁定 键,锁定
(3)水当量的计算 关闭搅拌器,取出温度计的探头,用放气阀把氧弹内气体放尽后,打开氧弹,把 弹盖放到架子上。检查试样是否燃烧完全。小心取下剩余的点火丝,测量其长度,计算 出烧掉点火丝的长度。
点击操作,选择“温差校正”,在第一段曲线上取两个点做切线,第二段曲线上取 温度中间值,第三段曲线上取两个点做切线,程序就可以自动算出温差值;按要求输入
化反应 如:-Fe + ½ O2(g)= FeO(s),C(石墨)+ O2(g)= CO2(g),该类燃烧热 的测定亦即相应氧化产物的生成热的测定。因而,量热测量是热化学数据的重要来源之
一。
思考题
1.本实验中,什么是系统?什么是环境? 2. 实验中向氧弹中加去离子水的目的是什么? 3. 实验中的误差主要由哪些因素引起的?怎样改进才能提高实验的准确度?
知识拓展
1、本实验是在近似绝热系统内进行的。实 际上,系统与环境间的热交换不可避免。用雷诺 图(温度-时间曲线)可对温差测量值进行校正。 图 3-3 中,b 点相当于开始燃烧的点,c 点对应 于燃烧过程温度最高点。若此两点对应的温度分 别为 T1 和 T2,作环境温度下横坐标的平行线, 与温度-时间曲线交于 O 点。过 O 点做垂线 AB, 该垂线与 ab 线和 cd 线的延长线分别交于 E、F 两点,则此两点间的温度差即为燃烧前后的温度 变化值。图中 EE´表示在开始燃烧到系统温度升 高到环境温度这一段时间内,由环境辐射和搅拌 造成系统的温度升高,应该扣除;FF´表示系统
实验原理
单位物质的量的物质在氧气中完全燃烧时放出的热量,称为该物质的燃烧热。由热
力学第一定律可知,燃烧反应若在定温、定容且不做非体积功条件下进行,则定容燃烧
热 QV,m =rUm(T);若在定温、定压且不做非体积功条件下进行,则定压燃烧热 Qp,m=rHm
(T)。在氧弹式量热计中测得的是定容燃烧热 QV,m,一般热化学计算采用定压燃烧热
图 3-3 雷诺校正图
由环境温度升至最高温度这一段时间内,系统向环境散热造成的温度下降,应该补偿。
2、在燃烧过程中,氧弹中存在着微量的空气,其中 N2 的氧化也会产生热效应,在 本实验中,对这部分影响忽略不计;但在精确测量燃烧热时,此热效应应予考虑。方法 是用去离子水洗涤弹内各部分,收集洗液,煮沸片刻。用 0.1000 mol·L1NaOH 水溶液滴 定洗液。每毫升 0.1000 mol·L1NaOH 水溶液相当于 5.983 J 的热量(放热)。
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