燃烧热-物化试验报告

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燃烧热的测定

姓名：憨家豪学号：2012012026 班级：材23 同组人：赵晓慧

实验日期：2014年4月19日提交报告日期：2014年4月20日

实验老师姓名：郭勋

1 引言

1．1实验目的

（1）熟悉弹式量热计的原理、构造及使用方法；

（2）明确恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系；

（3）掌握温差测量的实验原理和技术；

（4）学会用雷诺图解法校正温度改变值；

1．2实验原理

在指定温度及一定压力下，1 mol物质完全燃烧时的定压反应热，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧热，记作△H。通常，完全燃烧是指C→CO（g），H→HO（l），S→SO（g），22m22c而N、卤素、银等元素变为游离状态。由于在上述条件下△H＝Q，因此△H也就是该物质mpc燃烧反应的等压热效应Q。p在实际测量中，燃烧反应在恒容条件下进行（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（即燃烧反应的△U）。若反应系统中的气体均为理想气体，根据mcv

热力学推导，Q和Q的关系为vp

（1）

T式中：——反应温度，K；——反应前后产物与反应物中气体的物质的量之差；

R——摩尔气体常数。

值，根据上式就可计算出，即燃烧热的值。通过实验测得

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测量热效应的仪器称作量热计。量热计的种类很多。一般测量燃烧热用弹式量热计。内所示。2-2-2实验过程中外水套保持恒温，本实验所用量热计和氧弹结构如图2-2-1和图内水桶连这样，同时，还对内水桶的外表面进行了电抛光。水桶与外水套之间以空气隔热。同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成一个绝热体系。弹式量热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就可求算该样品测量介质在燃烧前后的变化值，周围的介质和量热计有关附件的温度升高。的恒容燃烧热。2 / 8

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（2）

m——为待测物的质量，kg ；式中:

kg·mol

-1；——为待测物的摩尔质量，

1

kJ·℃

－；——仪器常数，

——样品燃烧前后量热计温度的变化值；

） 3243 kJ/mol——分别为棉线和点火丝的恒容燃烧热（－16736和－，

——分别为棉线和点火丝的质量，kg；

先燃烧已知燃烧热的物质（如苯甲酸），标定仪器常数K，再燃烧未知物质，便可由上式计算出未知物的恒容摩尔燃烧热，再根据（1）式计算出摩尔燃烧热。

2 实验操作

2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图

实验药品：萘（AR）；苯甲酸（AR）。

实验仪器:弹式量热计1套；2000 ml容量瓶1个；1000 ml容量瓶1个；水盆1个（容量大于3000 ml）；电脑及数据记录仪一套；压片机、镍丝、棉线、万用表、分析天平、剪刀、氧气瓶及减压阀公用。

测试装置示意图见上。

2.2 实验条件（实验温度、湿度、压力等）

大气压100.6 kPa，室温18.2 ℃，相对湿度44%。

2.3 实验操作步骤、现象及方法要点

1．仪器常数的测定

（1）样品准备

取8 cm镍丝和10 cm棉线各一根,分别在分析天平上准确称量。

在台秤上称量0.8 g左右的苯甲酸，在压片机上压成片状，取出药片并轻轻去掉粘附在药片上的粉末，用称好的棉线捆绑在药片上，固定好。将镍丝穿入棉线，在分析天平上准确称量。

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将苯甲酸片上的镍丝固定在氧弹的两根电极上，如图2-2-3，用万用表检查是否通路。确认通路后旋紧弹盖，通入1.0 MPa氧气，然后将氧弹放入内水桶，接上点火电极。

（2）仪器准备

打开量热计电源，开动搅拌，将温度传感器置于外水套中，观察温度显示。待温度稳定后，记下温度。

用水盆接取自来水（大于3000 ml），将温度传感器放入水盆中，不断搅动，通过加入凉水或热水调节水温，使温度低于外水套0.7 ℃左右。准确量取3000 ml，倒入内桶。

（3）燃烧测量

盖上桶盖，将温度传感器插入内桶，开动搅拌。待温度稳定后，打开电脑记录软件，记录体系温度随时间的变化情况（软件记录的是电压随时间的变化关系，以下不再区分）。开始阶段（打开软件到点火），相当于图2-2-4中的AB部分，；6～8分钟后，按下点火开关，4 / 8

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半分钟内温度应迅速上升（若温度不能短时间内迅速升高，应停止实验，检查氧弹和仪器找出原因后再继续实验），进入反应阶段，相当于图2-2-4中的BC部分。直到温度上升速度明显减慢，进入末期，相当于图2-2-4中的CD部分。8～10分钟后，取出温度传感器，放入外水套中，读出外套水温，即图2-2-4中E点。

切断电源，取出氧弹，放出氧弹中的气体。打开氧弹，检查样品是否完全燃烧。若燃烧完全，将剩余镍丝取下称重（注意：称量剩余镍丝时，应去除镍丝顶端熔融的小球）。

当氧弹打开后，如发现氧弹中有较多的黑色物质，则此次实验燃烧不完全，应重新测量。燃烧不完全最主要的愿因就是氧气的量不足（氧弹漏气、充氧不足、操作失误未能冲入氧气等），此外样品量过大，药片松散部分脱落也可造成燃烧不完全。

将内桶的水倒入水盆用于下次的测量，将氧弹洗净擦干。

2．未知物测量

取0.6g左右的萘，同上述操作方法。

3结果与讨论

3.1实验原始数据

表1 原始数据记录

实

验

组数

125.4956 1 0.0257 122.12 0.0170 0.0099 0.8139

139.1136

0.0185

128.17

2 0.0202

0.0117

0.6015

注：组号为1的物质为苯甲酸，组号为2的物质为待测的萘，下同。

3.2实验数据处理

选择并双击物理化学实验，选择并双击燃烧热测定，输入镍丝、棉线、剩余镍丝、总质量及标准