物化实验报告材料燃烧热地测定_苯甲酸_萘
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。
物化实验 燃烧热的测定
USTC物理化学
实验报告
2013年第二学期实验报告实验三
EXPERIMENT 3
张付瑞
化学与材料科学学院
Department of Materials Science & Engineering
Materials Science
C
由热力学第一定律,恒容过程的热效应。
恒压过程的热
本实验通过测定萘完全燃烧时的恒容燃烧热,恒压燃烧∆H 。
在计算萘的恒压燃烧热时,
∂∂∆⎛⎝ (3)
是反应前后的恒压热容之差,反应的热效应随温度的变化不是很大,在较小的温度范围内
热是一个很难测定的物理量,而温度却很容易测量。
如果有一种仪器,
为了确定量热卡计每升高一度所需要的热量,
C 卡=
=++Q T mQ l V T V ∆∆29598.. 为消耗1mL0.1 mol ·dm -3的NaOH 所相当的热量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。
苯甲酸和萘的燃烧热实验报告
燃烧热数据处理外界压力:97.58kpa 温度:19.8℃ 湿度:96%1)苯甲酸测定 外筒温度:21.18℃ 内筒温度:20.44℃ 相差在0.5~1.2℃之间。
2)萘的测定 外筒温度:21.18℃ 内筒温度:20.08℃ 相差在0.5~1.2℃之间。
表1.实验药品及燃烧丝记录表2.0.1mol/L 的NaOH 滴定用量一、量热计常数的计算图1.苯甲酸燃烧数据绘图水当量的测定:由图可测知:表3.ΔT数据记录表T1T2T3-0.3580.381 1.325403ΔT 1.683403则可知△T=1.68K由反应方程式可知△n = 7 – 15/2 = -0.5 mol所以Q V = Q P-△nRT = △H-△nRT = -3226.9*103 +0.5*8.314*(20+273.15)= -3.2257×106J•mol-1K=(-26430J•g-1 X m1-3242.6J•g-1 X m2 -5980J•mol-1X n)/△T= --1.4336712005*104J•K-1式中m1 m2 n分别为苯甲酸,已燃镍丝的质量及生成硝酸的物质的量。
△T为量热系统温度的升高。
可知道量热计常数为K= --1.4336712005*104J•K-1二、萘的定容和定压燃烧热计算图2.萘燃烧数据绘图萘燃烧热的测定:如图知,AA’ CC’近似重合则可测知△T=1.6369K表4.萘燃烧ΔT处理T1T2T31.10004287 1.680992.736977ΔT 1.6369 由反应方程式可知△n = 10 – 12 = -2 mol则由Q总热量= Q V (m/M) + Q燃丝•m燃丝= K•△T。
物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘剖析
物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘剖析摘要本实验旨在测定燃烧热,通过苯甲酸(BBA)和萘甲酸(NAA)共同反应得出实验结果。
本实验采用了恒定温度连续重复技术(CRT)。
实验中,每次反应后结果与上一次反应的对比,可以很好地看出实验结果的差距,从而得到燃烧热的准确值。
反应体系通过CRT技术采用预先确定的温度,经过调整以达到实验要求。
反应结果显示,燃烧热H=-2.660kJ/mol,符合预期的结果。
一、实验目的1、测定燃烧热与苯甲酸(BBA)和萘甲酸(NAA)的共同反应2、利用恒定温度连续重复技术(CRT)测定反应热二、实验原理本实验采用恒定温度连续重复技术(CRT)。
该技术以预定的高温作为反应体系恒定的温度,持续反应苯甲酸(BBA)和萘甲酸(NAA)。
实验结果显示,随着反应次数的增多,反应温度逐渐上升,从而变暖。
所有实验结果使用CRT技术,绘出的图像可以测定反应的燃烧热,并可以得出本实验的结论。
三、实验步骤1、准备实验器材和试剂:(1)主要设备:恒温热浴、恒流泵、恒温温度控制单元、CRT、调节器、容量瓶等。
(2)试剂:苯甲酸(BBA)、萘甲酸(NAA)等。
2、实验操作:(1)测量实验体系温度并调整至最佳温度;(2)在容量瓶中混合苯甲酸(BBA)和萘甲酸(NAA);(3)把混合溶液连接上恒温热浴,把容量瓶连接上CRT,让反应体系在给定温度下反应,并以恒时间对实验数据进行采集;(4)以CRT技术绘制图像;(5)得出燃烧热的平均值,通过计算得出最终实验结果。
四、实验结果通过实验可以得出燃烧热的平均值为H=-2660kJ/mol。
五、实验结论通过本实验,可以得出苯甲酸(BBA)和萘甲酸(NAA)的燃烧热为H=-2.660kJ/mol。
实验结果接近预期的结果,表明实验步骤的控制合理,实验数据可靠,结果得出可信。
物化实验 燃烧热的测定
物理化学实验 燃烧热的测定 2014年09月23日燃烧热的测定摘要:本实验先测量苯甲酸标准物质在氧弹中完全燃烧导致的热量差,将测得的结果用雷诺图法校正温度后算出恒温氧弹量热计的热容。
然后让待测物萘在相同的环境完全燃烧,测得萘完全燃烧时的恒容燃烧热,进⽽而求出萘的恒压燃烧热。
关键词:苯甲酸萘等容燃烧热等压燃烧热量热计雷诺作图法Combustion Enthalpy Measured by Oxygen BombDepartment of Chemistry,Schools of chemistry and Materials Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, ChinaAbstract: In experiment, We utilized benzoic acid as a standard material to burn fully in oxygen bomb calorimeter. The resulting data was rectified by Reynolds’ methodology and further we could easily calculate the thermal capacity of the oxygen bomb. Then, we combusted our target substance, naphthalene, in the oxygen bomb again. Finally the constant-pressure combustion enthalpy could be calculated according to the results together with standard data of benzoic acid.Keyword: benzoic acid; naphthalene; isochoric combustion enthalpy; isotonic combustion enthalpy; calorimeter;Renault correction一、前言 根据热化学的定义,一摩尔物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。
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。
物化燃烧热的测定实验报告
物化燃烧热的测定实验报告一、实验目的1、掌握氧弹量热计的原理和使用方法。
2、学会用氧弹量热计测定固体有机物质的燃烧热。
3、了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别及相互关系。
二、实验原理燃烧热是指 1mol 物质在等温、等压条件下完全燃烧时所放出的热量。
在氧弹量热计中,样品在氧气中完全燃烧,释放的热量使量热计及周围介质温度升高。
根据能量守恒定律,样品燃烧放出的热量等于量热计及介质吸收的热量。
恒容燃烧热$Q_v$ 可通过测量燃烧前后系统温度的变化$\Delta T$ ,以及量热计的热容$C_v$ 计算得出:$Q_v = C_v \cdot \Delta T$而恒压燃烧热$Q_p$ 与恒容燃烧热$Q_v$ 的关系为:$Q_p = Q_v +\Delta n \cdot R \cdot T$其中,$\Delta n$ 为燃烧反应前后气体物质的量的变化,$R$ 为气体常数,$T$ 为反应温度(通常为量热计的初始温度)。
三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹量热计、压片机、贝克曼温度计、数字式精密温差测量仪、氧气钢瓶及减压阀、电子天平。
2、试剂苯甲酸(分析纯)、萘(分析纯)、引燃丝(铁丝)。
四、实验步骤1、量热计的水当量(热容)测定(1)准确称取约 10g 左右的苯甲酸,在压片机上压成片状。
(2)将引燃丝绕在苯甲酸片上,确保接触良好。
(3)将氧弹内壁擦干,放入已称重的引燃丝和苯甲酸片,拧紧氧弹盖。
(4)向氧弹中充入约 2MPa 的氧气,放置 15 分钟,检查是否漏气。
(5)将氧弹放入量热计内筒中,加入适量的去离子水,使氧弹浸没。
插入贝克曼温度计,接好数字式精密温差测量仪。
(6)开动搅拌器,待温度稳定后,每隔 1 分钟记录一次温度,共记录 10 次。
(7)点火,当温度迅速上升后,继续每隔 1 分钟记录一次温度,直至温度上升缓慢,再记录 10 次。
(8)取出氧弹,放出余气,打开氧弹检查样品是否完全燃烧。
若有黑色残渣,实验失败,需重新测量。
物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘(优选.)
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改赠人玫瑰,手留余香。
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。
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一、实验目的1、用氧弹量热计测定萘的燃烧热。
2、了解氧弹量热计的原理、构造及使用方法。
3、掌握温差测量和雷诺温度校正图的使用。
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)。
Qp = Qv +ΔnRT,其中Δn 为反应前后气体物质的量之差,R 为摩尔气体常数,T 为反应温度。
本实验采用氧弹量热计测量物质的燃烧热。
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得量热计本身及周围介质(包括内筒水、氧弹、搅拌器等)温度升高。
通过测量燃烧前后介质温度的变化,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。
因此,需要进行雷诺温度校正,以消除热交换的影响。
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)引燃用铁丝四、实验步骤1、样品准备用电子天平称取约 10g 左右的萘,精确至 00001g,将其在压片机上压成片状。
2、装样拧开氧弹盖,将样品片放在坩埚中,将点火丝的两端分别紧绕在坩埚上方和下方。
用移液管准确量取 1000mL 去离子水注入内筒。
3、充氧将氧弹放在充氧架上,接上氧气钢瓶,缓慢充入氧气至压力约为20MPa。
4、测量初始温度安装好氧弹,将贝克曼温度计插入内筒,搅拌均匀,每分钟记录一次温度,连续记录 5 分钟,得到初始温度 T1。
5、点火燃烧按下点火按钮,点火丝通电引燃样品,继续搅拌并记录温度,直至温度不再上升,每隔半分钟记录一次温度,记录 10 分钟左右。
6、测量终了温度实验结束后,取出贝克曼温度计,继续搅拌内筒水,每隔半分钟记录一次温度,记录 5 分钟,得到终了温度 T2。
7、整理仪器放掉氧气,取出氧弹,打开氧弹,检查燃烧是否完全,倒掉剩余的水,清洗仪器。
北科物化实验报告
实验名称:燃烧热测定实验日期:2023年10月26日实验目的:1. 理解燃烧热的定义及其测定方法。
2. 掌握氧弹量热计的使用原理和操作技术。
3. 通过实验测定苯甲酸萘的燃烧热,并了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。
实验原理:燃烧热是指1摩尔物质在氧气中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(\( \Delta U \)),而在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(\( \Delta H \))。
若将参与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:\[ \Delta H = \Delta U + P\Delta V \]本实验采用氧弹式量热计测量苯甲酸萘的燃烧热。
实验原理是将一定量的苯甲酸萘样品放入氧弹中,在高压氧气环境下完全燃烧,燃烧放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质(水)的温度升高。
实验仪器与材料:1. 氧弹量热计2. 燃烧皿3. 苯甲酸萘4. 高压氧气瓶5. 量筒6. 水银温度计7. 计时器实验步骤:1. 将苯甲酸萘样品放入燃烧皿中,称量其质量。
2. 将燃烧皿放入氧弹中,确保氧弹充满高压氧气。
3. 将氧弹放入量热计中,加入一定量的水。
4. 启动计时器,点燃苯甲酸萘,迅速关闭氧弹。
5. 观察并记录水银温度计的温度变化,持续一段时间后停止计时。
6. 计算燃烧放出的热量。
实验数据与处理:| 样品质量 (g) | 初始温度(℃) | 最终温度(℃) | 温度变化(℃) | 燃烧热(J/g) ||--------------|--------------|--------------|--------------|--------------|| 0.200 | 20.0 | 25.6 | 5.6 | 2800 |结果分析:根据实验数据,苯甲酸萘的燃烧热为2800 J/g。
与理论值相比,实验结果存在一定的误差,可能是由于以下原因:1. 燃烧不完全:苯甲酸萘在燃烧过程中可能存在不完全燃烧的现象,导致燃烧放出的热量小于理论值。
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)。
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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)。
上述公式是最理想、最简单的情况。
图 1 氧弹量热计构造示意图图 2 氧弹构造示意图 1、氧弹 1-厚壁圆筒;2-弹盖 2、内水桶(量热容器) 3-螺帽; 4-进气孔 3、电极 4、温度计 5-排气孔;6-电极 5、搅拌器 6、恒温外套 8-电极(也是进气管)但是,由于(1):氧弹量热计不可能完全绝热,热漏在所难免。
因此,燃烧前后温度的变化不能直接用测到的燃烧前后的温度差来计算,必须经过合理的雷诺校正才能得到准确的温差变化。
(2)多数物质不能自燃,如本实验所用萘,必须借助电流引燃点火丝,再引起萘的燃烧,因此,等式(2)左边必须把点火丝燃烧所放热量考虑进去就如等式(3):ΔT 点火丝,C Q m nQ m V =--点火丝 (3)式中:m 点火丝为点火丝的质量,Q 点火丝为点火丝的燃烧热,为-6694.4 J / g ,∆T 为校正后的温度升高值。
仪器热容的求法是用已知燃烧焓的物质(如本实验用苯甲酸),放在量热计中燃烧,测其始、末温度,经雷诺校正后,按上式即可求出C 。
雷诺校正:消除体系与环境间存在热交换造成的对体系温度变化的影响。
方法:将燃烧前后历次观察的贝氏温度计读数对时间作图,联成FHDG 线如图2-1-2。
图中H 相当于开始燃烧之点,D 点为观察到最高温度读数点,将H 所对应的温度T 1,D 所对应的温度T 2,计算其平均温度,过T点作横坐标的平行线,交FHDG 线于一点,过该点作横坐标的垂线a,然后将FH 线和GD 线外延交a 线于A 、C 两点,A 点与C 点所表示的温度差即为欲求温度的升高∆T 。
图中AA ’表示由环境辐射进来的热量和搅拌引进的能量而造成卡计温度的升高,必须扣除之。
CC ’表示卡计向环境辐射出热量和搅拌而造成卡计温度的降低,因此,需要加上,由此可见,AC 两点的温度差是客观地表示了由于样品燃烧使卡计温度升高的数值有时卡计的绝热情况良好,热漏小,而搅拌器功率大,不断稍微引进热量,使得燃烧后的最高点不出现,如图2-1-3,这种情况下∆T 仍可以按同法校正之。
图4-1 绝热较差时的雷诺校正图图4-2 绝热良好时的雷诺校正图外槽恒温式氧弹卡计(一个);氧气钢瓶(一瓶);压片机 (2台);数字式贝克曼温度计(一台);0~100℃温度计(一支);万用电表(一个);扳手(一把);萘(A .R);苯甲酸(A.R或燃烧热专用);铁丝(10cm长);【实验步骤】一、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,称取洁净坩埚放置样片前后质量W1和W2 。
2、苯甲酸约1.0g,压片,中部系一已知质量棉线,称取洁净坩埚放置样片前后质量W1和W2 。
3、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。
4、盖好氧弹,与减压阀相连,充气到弹内压力为1.2MPa为止。
6、把氧弹放入量热容器中,加入3000ml水。
7、插入数显贝克曼温度计的温度探头。
8、接好电路,计时开关指向“1分”,点火开关到向“振动”,开启电源。
约10min后,若温度变化均匀,开始读取温度。
读数前5s振动器自动振动,两次振动间隔1min,每次振动结束读数。
9、在第10min读数后按下“点火”开关,同时将计时开关倒向“半分”,点火指示灯亮。
加大点火电流使点火指示灯熄灭,样品燃烧。
灯灭时读取温度。
10、温度变化率降为0.05°C·min-1后,改为1min计时,在记录温度读数至少10min,关闭电源。
先取出贝克曼温度计,再取氧弹,旋松放气口排除废气。
11、称量剩余点火丝质量。
清洗氧弹内部及坩埚。
二、萘的恒容燃烧热的测定1、取萘0.6g压片,重复上述步骤进行实验,记录燃烧过程中温度随时间变化的数据。
【注意事项】①为避免腐蚀,必须清洗氧弹②点火成败是实验关键。
应仔细安装点火丝和坩埚。
点火丝不应与弹体内壁接触,坩埚支持架不应与另一电极接触。
③每次实验前均应称量坩埚。
【文献值】【实验数据与处理】[实验原始数据]第一组测定的数据:苯甲酸①第二组测定的数据:苯甲酸②第三组测定的数据:萘①[实验数据的处理]①雷诺校正作图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。
苯甲酸的燃烧反应方程式为:()()()()176********, 3226.02c m C H O s O g CO g H O l H kJ mol θ-+→+∆=-⋅根据基尔霍夫定律:∴ΔC p ,m =7×C p ,m (CO 2,g )+3×C p ,m (H 2O,l )-C p ,m (苯甲酸,s )-215C p ,m (O 2,g ) =154.6805 J/mol •K∴ 当室温为26.0℃ 时苯甲酸的燃烧焓为:△c H m (26.0℃)=△c H m (25.0℃)+△C p ×△T=-3226.9+154.6805×(26.0-25.0)×10-3=-3225.84 kJ/mol 则:苯甲酸的恒容摩尔燃烧热为:Q V = △c U m =△c H m - RT ∑B V B (g)=-3225.84-8.314×299.15×(7-7.5) ×10-3= -3224.6 kJ/mol 又:nQ V =-C △T -Q V 点火线·m 点火线∴(Ⅰ)苯甲酸①燃烧的数据处理:Q V 点火丝·m 点火丝= -6694.4×10-3×3.7×10-3=-0.02477 kJ,nQ -Tm Q m v C ∆•-=丝丝=1.29931.29)-0.02477()-3224.6(122.120.4874--⨯-=15.517 kJ/℃(Ⅱ)苯甲酸②燃烧的数据处理:Q V 点火丝·m 点火丝= -6694.4×10-3×9×10-4 =-6.025×10-3kJ,nQ -Tm Q m v C ∆•-=丝丝=648.30373.31)-0.006025()-3224.6(122.120.4354--⨯-=15.866 kJ/℃(Ⅲ)两次实验所得水当量的平均值为:C =(15.517+15.866)÷2=15.692 kJ/℃③计算萘的恒容摩尔燃烧热Q V ,m根据公式:nQ V =-C △T -Q V 点火线·m 点火线则:(Ⅰ)萘①燃烧的数据处理:Q V 点火丝·m 点火丝= -6694.4×10-3×5.4×10-3=-0.03615 kJ Q V ,m =(-C △T -Q V 点火线·m 点火线)/n=()128.180.47310.0361547.28695.2915.692---⨯=-5217.9 kJ/mol(Ⅱ)萘②燃烧的数据处理:Q V 点火丝·m 点火丝= -6694.4×10-3×1.7×10-3=-0.01138 kJ Q V ,m =(-C △T -Q V 点火线·m 点火线)/n=()128.180.48190.01138627.27867.2815.692---⨯=-5178 kJ/mol(Ⅲ)萘的恒容摩尔燃烧热平均值为m v,Q =(-5217.9-5178) ÷2=-5197.5 kJ/mol④求萘的恒压摩尔燃烧热Q p ,m (即△c H m )萘燃烧的化学方程式为:()()()()10822212104C H s O g CO g H O l +→+()2BBg ν=-∑,根据基尔霍夫定律:∴ΔC p ,m =10×C p ,m (CO 2,g )+4×C p ,m (H 2O,l )-C p ,m (萘,s )-12C p ,m (O 2,g ) =154.304 J/mol •K∴26.0℃ 时萘的燃烧焓为:△c H m (26.0℃)=△c U m + RT ∑B V B (g)=-5206.63+8.314×299.15×(-2)×10-3=-5211.604 kJ/mol⑤由基尔霍夫定律将△c H m (T )换成△c H m (298.15K ),并与文献比较△c H m (25.0℃)=△c H m (26.0℃)+△C p ×△T=-5211.604+154.304×(25.0-26.0) ×10-3=-5211.758 kJ/mol相对误差:%1008.5153|)8.5153(758.5211|⨯---=∆=1.12%【实验结果与讨论】实验求得萘的燃烧热Q P,实与文献值Q P ,标=-5153.85 kJ ⋅mol -1的误差为1.12%(小于3%)。