苯甲酸和萘的燃烧热实验报告
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、实验目的本次实验的主要目的是准确测定某些物质的燃烧热,通过实验操作和数据处理,深入理解燃烧热的概念及其在热力学中的重要性。
同时,掌握量热计的使用方法和相关实验技能,提高实验数据的处理和分析能力。
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。
在恒压条件下测量的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp),在恒容条件下测量的燃烧热称为恒容燃烧热(Qv)。
对于理想气体,Qp = Qv +ΔnRT,其中Δn 为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。
本实验中,采用氧弹式量热计来测量燃烧热。
量热计内装有一定量的水,样品在氧弹中燃烧放出的热量使量热计和水的温度升高。
根据水的温升、量热计的热容以及样品的质量,可计算出样品的燃烧热。
三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹式量热计压片机电子天平贝克曼温度计氧气钢瓶点火丝2、试剂苯甲酸(标准物质)待测物质(如萘)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 08g 待测物质(萘),同样压片处理。
2、量热计准备检查氧弹的气密性,确保其完好无损。
向量热计内加入一定量的去离子水,准确测量水的质量。
3、安装样品将压好的样品片放在氧弹的坩埚内,用点火丝连接好。
拧紧氧弹盖,充入氧气至一定压力。
4、测量初温将氧弹放入量热计中,插入贝克曼温度计,搅拌均匀,测量体系的初始温度。
5、点火燃烧接通点火电路,点火使样品燃烧。
6、测量终温观察温度变化,待温度上升至最高点后,继续测量一段时间,以确保温度稳定。
记录最终温度。
7、重复实验对同一待测物质进行至少两次平行实验,以提高数据的准确性。
五、实验数据处理1、苯甲酸燃烧热的测定根据苯甲酸燃烧前后的温度变化(ΔT1)、水的质量(m1)、量热计的热容(C),计算苯甲酸的燃烧热(Q1)。
2、萘燃烧热的测定同样根据萘燃烧前后的温度变化(ΔT2)、水的质量(m2)、量热计的热容(C),计算萘的燃烧热(Q2)。
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。
燃烧热的测定_苯甲酸_萘(实验处理)
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--⨯-=15.517kJ/℃(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 =-6.025×10-3 kJ,nQ -Tm Q m v C ∆•-=丝丝=648.30373.31)-0.006025()-3224.6(122.120.4354--⨯-=15.866kJ/℃(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%。
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)。
物化实验报告 燃烧热的测定
一、实验原理
1.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。由热力学第一定律,恒容过程的热效应 QV,即 U。恒压过程的热效应 QP,即H。它们之间的相互关系如下: QP=QV+n(RT) (1) 或 H=U+n(RT) (2) 其中n 为反前后气态物质的物质的量之差。R 为气体常数。T 本实验通过测定萘完全燃烧时的恒容燃烧热,然后再计算出萘的恒压燃烧H
Q 2 . 9 l 5 . 9 8 V Q m V T T
(4)
式中:m 为苯甲酸的质量(准确到 110-5 克)
l 为燃烧掉的 Cu-Ni 合金丝的长度(cm) 2.9 为每厘米 Cu-Ni 合金丝燃烧放出的热量单位(J·cm-1) V 为滴定燃烧后氧弹内的洗涤液所用的 0.1mol·dm-3 的 NaOH 5.98 为消耗 1mL0.1 mol·dm-3 的 NaOH 所相当的热量(单位为 J)。由于此项结果对 QV 的影响甚微,所以常省去不做。确定了仪器(含 3000mL 水)热容,我们便可根据公式(4) 求出欲测物质的恒容燃烧热 QV,即: QV(待测)=(C 卡T-2.9l)/m(待测物质的质量)×M (5) 然后根据公式(1)求得该物质的恒压燃烧热 QP,即H。 2.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 4-1 和图 4-2 所示。 图 4-1 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T。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。它应予以补偿之。因此 AC 可较客观的反应出由 于燃烧反应所引起量热计的温升。在某些情况下,量热计的绝热性能良好,热漏很小,而搅 拌器的功率较大,不断引进能量使得曲线不出现极高温度点,如图 4-2,校正方法相似。
燃烧热的测定实验报告
实验三燃烧热的测定【摘要】本文的目的是充分认识和掌握恒压热效应与恒容热效应的区别及相互关系;了解氧弹量热计的构造和测量原理,掌握燃烧热的测定技术。
采用雷诺图解法测定了苯甲酸和萘的燃烧热。
实验结果表明,在恒容条件下测得的摩尔燃烧热=-5857.83,在恒压条件下测得的摩尔燃烧热-5826.69结果说明, 22.4℃左右时,实验测定萘的燃烧热为-5826.69KJ/mol。
【前言】摩尔燃烧热是指在一定温度下,1 mol物质完全燃烧时的反应热。
摩尔燃烧热的测定,除了其实际应用价值外,还广泛应用于各种热化学计算。
燃烧热的测定既可在恒压条件下进行,也可在恒容条件下进行。
根据热力学第一定律,如果没有非体积功则在恒容条件下测得的摩尔燃烧热等于摩尔反应内能;在恒压条件下测得的摩尔燃烧热等于摩尔反应焓变。
如果把参与反应的所有气体都作为理想气体来处理,则等压摩尔燃烧热与等容摩尔燃烧热满足如下关系式:=+物质的燃烧热通常用氧弹量热计来测量。
氧弹量热计是一种重要的热化学仪器,广泛应用于测定煤炭、石油、食品、木材、炸药等物质的发热量。
氧弹量热计的基本原理是能量守恒定律。
将一定量待测物质在氧弹中完全燃烧,释放的能量会使氧弹本身、氧弹周围的介质及其他有关附件的温度同时升高。
测量介质在燃烧前后温度的变化,就可以求算出样品的恒容摩尔燃烧热,其关系式如下:-()=实际上,量热计与周围环境的热交换是无法完全避免的,因此燃烧前后温度的变化值不能直接准确地测定,而必须对实验测读的数据进行适当校正。
常用的校正方法是雷诺(Renolds)温度校正图法。
【正文】一、仪器和试剂氧弹式量热计、数显贝克曼温度计、水银温度计、氧气钢瓶、氧气减压阀、压片机、秒表、量筒、扳手、镊子、燃烧丝万用表、电子天平、苯甲酸、萘。
二、实验方法三、1.测定弹式量热计的热容(1)样品压片及称量。
用台科称取大约1 g苯甲酸,在压片机上压成圆片。
样品压片时,不宜太紧,也不宜太松。
物化实验报告燃烧热的测定
华南师范大学实验报告一、实验目的1、明确燃烧热的定义,了解定压燃烧热与定容燃烧热的差别。
2、掌握量热技术的基本原理;学会测定萘的燃烧热3、了解氧弹量热计的主要组成及作用,掌握氧弹量热计的操作技术。
4、学会雷诺图解法校正温度改变值。
二、 实验原理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。
()p V Q Q RT n g =+∆ (1)()V W W Q Q C W C M+=+样品21总铁丝铁丝水水(T -T ) (2)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 ∆。
便可据上式求出K ,再用求得的K 值作为已知数求出待测物(萘)的燃烧热。
三、仪器和试剂 1.仪器SHR-15氧弹量热计1台;贝克曼温度计;压片机 2台;充氧器1台;氧气钢瓶1个;1/10℃温度计;万能电表一个;天平 2.试剂铁丝;苯甲酸(AR);萘(AR );氧气四、实验步骤1、测定氧氮卡计和水的总热容量(1)样品压片:压片前先检查压片用钢模,若发现钢模有铁锈油污或尘土等,必须擦净后,才能进行压片,用天平称取约0.8g 苯甲酸,再用分析天平准确称取一根铁丝质量,从模具的上面倒入己称好的苯甲酸样品,徐徐旋紧压片机的螺杆,直到将样品压成片状为止。
抽出模底的托板,再继续向下压,使模底和样品一起脱落,然后在分析天平上准确称重。
分别准确称量记录好数据,即可供燃烧热测定用。
(2)装置氧弹、充氧气:拧开氧弹盖,将氧弹内壁擦净,特别是电极下端的不锈钢接线柱更应擦十净,将点火丝的两端分别绑紧在氧弹中的两根电极上,选紧氧弹盖,用万用表欧姆档检查两电极是否通路,使用高压钢瓶时必须严格遵守操作规则。
将氧弹放在充氧仪台架上,拉动板乎充入氧气。
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。
燃烧热的测定苯甲酸萘实验处理
燃烧热的测定_苯甲酸_萘(实验处理) 燃烧热的测定是化学热力学中的一项重要实验,它有助于我们了解物质燃烧时的热效应。
在燃烧热的测定实验中,通常会使用苯甲酸和萘作为实验样品。
下面将详细介绍燃烧热的测定实验中苯甲酸和萘的处理过程。
一、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。
通过测定燃烧热,可以了解物质燃烧时的热效应以及能量的变化。
在燃烧热的测定实验中,通常会选择具有代表性的物质,如苯甲酸和萘。
二、实验步骤1.准备实验器材:保温杯、量热计、热水浴、电子天平、烧杯、热量计、磁力搅拌器、苯甲酸、萘。
2.样品处理:将苯甲酸和萘分别放入电子天平上称重,记录下它们的重量。
然后将其放入烧杯中,加入适量的氧气,点燃物质并开始计时。
3.热量测量:在燃烧过程中,通过热量计来测量并记录下产生的热量。
同时,需要保持磁力搅拌器的正常运行,以保持体系的温度稳定。
4.数据记录:在燃烧结束后,记录下体系温度、热量计的读数以及物质的质量损失情况。
这些数据将用于计算燃烧热。
5.数据处理:根据测量结果和已知的热力学数据,利用计算机软件或手动计算出燃烧热。
比较不同物质燃烧热的差异,可以了解它们燃烧过程中的能量变化规律。
三、实验结果与讨论1.结果:实验中测得的苯甲酸和萘的燃烧热数据如下表所示:中,萘释放的能量略高于苯甲酸。
这可能与萘分子中具有更高的碳氢键能有关,导致其燃烧时需要更多的能量。
此外,实验结果也表明,这两种物质的燃烧热均存在一定的误差。
这可能是由于实验操作过程中存在的误差以及热量计灵敏度的限制所导致的。
因此,在进行燃烧热测定时,需要采取多种措施来减小误差,提高实验的准确性。
四、结论通过燃烧热的测定实验,我们了解了苯甲酸和萘在燃烧过程中的热效应。
实验结果表明,萘的燃烧热略高于苯甲酸,这可能与萘分子中具有更高的碳氢键能有关。
此外,实验结果也表明,燃烧热的测定存在一定的误差,需要采取多种措施来减小误差,提高实验的准确性。
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。
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。
燃烧热的测定
燃烧热的测定摘要本实验研究氧弹量热计测定萘的燃烧热,采用雷诺校正曲线处理实验数据,以苯甲酸的燃烧热为基础,间接求出萘的燃烧热为-5069.6kJ/mol,与萘的理论燃烧热相比较,相对误差为1.63%,在误差的允许范围之内。
关键词燃烧热苯甲酸萘氧弹量热计燃烧热是指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为恒容燃烧热(Q v),恒容燃烧热等于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)。
则有关系式:ΔH =ΔU +∆(PV) (1)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,则存在下列关系式:ΔH =ΔU +∆n R T (2)式中∆n为生成物和反应物气体的摩尔数之差;R为摩尔气体常数;T为反应前后的绝对温度(可取反应前后温度的平均值计算Q P)。
须指出,化学反应的热效应(包括燃烧热)通常是用恒压热效应(ΔH)来表示的。
量热的仪器量热计或卡计,其种类很多。
本实验用氧氮式卡计测量萘的恒容燃烧热,再用式(2)计算出恒压燃烧热。
氧弹是一具特制的不锈钢容器,实验装置如图-1。
为保证样品在其中迅速而完全地燃烧,需要用过量的强氧化剂,通常氧弹中充以氧气作为氧化剂。
实验时氧弹是旋转在装有一定量水的不锈钢桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是恒定的水夹套,如图-2所示。
待测样品在充有高压氧气弹内完全燃烧,放出的热量使介质水和卡计本身的温度升高。
用贝克曼温度计量出介质水的样品燃烧前后的温度变化。
即可由下式算出该样品的很容燃烧热:W/M Q v=(V水ρC +K) ΔT –qm-q`m` (3)——介质水体积;Ρ—式中:M ——待测物质分子量;W ——样品重;V水—介质水密度;C ——介质水比热;K ——卡计的水当量;q ——点火丝的燃烧热;m ——点火丝的重量;q` ——棉线的燃烧热;m` ——棉线的重量。
1 实验部分1.1 仪器与试剂氧弹量热计;分析天平;氧气瓶氧气表各一个;分析纯苯甲酸;分析纯萘;引火丝;棉线。
燃烧热的测定-实验报告
燃烧热的测定一、实验目的●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。
●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●掌握恒容燃烧热和恒压燃烧热的差异和相互换算二、实验原理摩尔燃烧焓∆c H m 恒容燃烧热Q V∆r H m = Q p ∆r U m = Q V对于单位燃烧反应,气相视为理想气体∆c H m = Q V +∑νB RT=Q V +△n(g)RT氧弹中放热(样品、点火丝)=吸热(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ε-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-体系温度改变值三、仪器及设备标准物质:苯甲酸待测物质:萘氧弹式量热计1-恒热夹套2-氧弹3-量热容器4-绝热垫片5-隔热盖盖板6-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,称取洁净坩埚放置样片前后质量W1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。
(7)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。
(8)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。
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。
燃烧热的测定
六、数据记录与处理(1)列表记录数据:室温/℃:20℃大气压/Mpa:101.325Mpam(苯甲酸):0.8508g m(萘):0.7853g夹套水温:14.2℃夹套水温:15.3℃盛水桶水温:13.38℃盛水桶水温:13.89℃表2-1 苯甲酸的萘的实验记录表(2)用图解法分别求得苯甲酸和萘燃烧热前后量热系统的温度改变值T。
其中测量苯甲酸时所得图如下则在测量苯甲酸燃烧热时的量热系统的改变值苯甲酸T ∆为1.39℃,另外,测定萘的燃烧热时所得图如下故在测定萘的燃烧热时量热系统的改变值萘T ∆为1.92℃。
(3)由(2)式计算W'的值。
据式T W W c Q l Q m l v ∆+=--)'*(*M样其中样m =0.8508g ,M=122g*mol -1,Q V =-26460J/g ,l=0.2m ,Q l =3158.9J/g ,c=4.183KJ/kg*K , W=3kg ,苯甲酸T ∆=1.39℃。
所以W ’=3638.37J/K(4)计算萘在恒容下完全燃烧的Q V 和萘的燃烧热Q P同样由上式,这时,样m =0.7853g ,M=128g*mol -1, l=0.2m ,Q l =3158.9J/g ,c=4.183KJ/kg*K , W=3kg ,W ’=3638.37J/K ,萘T ∆=1.92℃ 则萘的恒压燃烧热Q V =39581.74 J/g=5.0664*10^6J/mol萘的恒压燃烧热Q p =nRT Q V ∆+=5.066*10^6+0.00613*8.314*287.04=5.0664*10^6J/mol 查资料得萘的恒压Q V 标=5.153810^6J/mol故误差%69.1%100*1538.51538.50664.5%100*Q Q Q VV V =-=-=标ω。
燃烧热的测定
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范)年级班级课程名称物理化学实验实验项目燃烧热的测定实验类型□验证□设计√综合实验时间2013年11月12日实验指导老师李国良实验评分【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差别与联系。
2、掌握量热技术的基本原理;学会测定萘的燃烧热。
3、了解氧弹量热计的主要组成及作用,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】物质的标准摩尔燃烧热(焓)∆c H m 是指1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量。
在恒容条件下测得的1mol物质的燃烧热称为恒容摩尔燃烧热Q V,m,数值上等于这个燃烧反应过程的热力学能变化∆r U m;恒压条件下测得的1mol物质的燃烧热称为恒压摩尔燃烧热Q p,m,数值上等于这个燃烧热反应过程的摩尔焓变∆r H m,化学反应热效应通常是用恒压热效应∆r H m来表示。
若参加燃烧反应的是标准压力下的1mol物质,则恒压热效应∆r H m 即为该有机物的标准摩尔燃烧热∆c H m 。
若把参加反应的气体与生成的气体作为理想气体处理,则存在下列关系式Q p,m= Q V,m + ∑νB(g)RT (1)其中∑νB(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。
本实验所用测量仪器为氧弹量热计。
量热反应测量的基本原理是能量守恒定律。
热是一个很难测定的物理量,热量的测定往往表现为温度的改变,而温度却很容易测量。
在盛有定量水的容器中,样品的物质的量为nmol,放入密闭氧弹,充氧,然后使样品完全燃烧,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、测温器件、搅拌器和水)的总热容为C(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T1、T2,则此样品的恒容摩尔燃烧热为Q V,m =-C(T2-T1)/n (2)其中C为仪器的总热容,J/K或J/℃。
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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 1.325403
ΔT 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-1
K=(-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
T1T2T3
1.10004287 1.68099
2.736977
ΔT 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。