燃烧焓的测定实验报告

物理化学实验报告

实验名称：燃烧焓的测定

学院：化学工程学院

专业：化学工程与工艺

班级：

姓名：学号：

指导教师：

日期：

一、实验目的

1、用氧弹式量热计测定萘的燃烧焓。

2、明确燃烧焓的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。

3、了解氧弹式量热计中主要部分的作用，掌握氧弹式量热计的实验技术。

4、学会用雷诺作图法校正温度变化值。

二、实验原理

1、燃烧焓是热化学中重要的基本数据，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燃烧热来表示,即△

C

Hm=Qp,m。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。

2、量热法是热力学实验的一个基本方法。等压燃烧热(Qp)与等容燃烧热(Q

V

)之

间的关系为:Qp,m =Q

V

,m + ∑ν(g)RT

3、氧弹式量热计属于一个等容系统，且热力学能变△U =0。

即△

C U

B

+△

C

U

引燃丝

+△U

量热计

=0 ；

可化作：m

B Q

V,B

+lQ

B

+K△T=0

三、实验准备

1、主要药品：萘约0.6g，苯甲酸约0.8g。

2、主要仪器：氧弹式量热计、压片机、贝克曼温度计、温度计（100℃）、引燃丝（15㎝）、量筒（2000ml）、氧气钢瓶及减压阀等。

四、实验装置图

四、实验步骤

1、热容量K的测定

（1）截取15cm引燃丝，将其中部绕成环状。

（2）称取苯甲酸约0.8g，压成片状，并放桌上敲击2次，去除没压紧的部分，再次称量。

（3）拧开氧弹盖放在专用支架上，引燃丝两端固定在两电极柱上，药片放于坩埚中，使引燃丝与药片表面接触，盖上氧弹盖。

（4）将氧弹放于充氧器底盖上，充进1Mp的氧，1分钟后用放气阀将氧弹中的氧气放出，再充氧气约1分钟，查漏。

（5）量取3000ml的水倒入内桶，氧弹放于内桶底座上，点火插头插在氧弹电极上，将贝克曼温度计的传感器竖直插入量热计盖上的孔中。

（6）打开电源，按“搅拌”。约5分钟后，开始初期的读数，隔半分钟读数一次，读第10次的同时按“点火”，仍半分钟读一次，直至两温差小于0.002℃时，再读数10次。

（7）停止搅拌，取出传感器，拔掉引火导线，取出氧弹并擦干外壳，用放气阀放掉氧气，打开氧弹盖，检查燃烧是否完全。

（8）取出引燃丝，量其剩余长度。

2、萘的燃烧焓测定

（1）截取15cm引燃丝，将其中部绕成环状。

（2）称取萘约0.6g，压成片状，并放桌上敲击，去除没压紧的部分，再次称量。（3）拧开氧弹盖放在专用支架上，引燃丝两端固定在两电极柱上，药片放于坩埚中，使引燃丝与药片表面接触，盖上氧弹盖。

（4）将氧弹放于充氧器底盖上，充进1Mp的氧，1分钟后用放气阀将氧弹中的氧气放出，再充氧气约1分钟，查漏。

（5）量取3000ml的水倒入内桶，氧弹放于内桶底座上，点火插头插在氧弹电极上，将贝克曼温度计的传感器竖直插入量热计盖上的孔中。

（6）打开电源，按“搅拌”。约5分钟后，开始初期的读数，隔半分钟读数一次，读第10次的同时按“点火”，仍半分钟读一次，直至两温差小于0.002℃时，再读数10次。

（7）停止搅拌，取出传感器，拔掉引火导线，取出氧弹并擦干外壳，用放气阀放掉氧气，打开氧弹盖，检查燃烧是否完全。

（8）取出引燃丝，量其剩余长度。

五、注意事项

1、氧弹充气时要注意安全，人应站在侧面，减压阀指针在1-2MPa，切不可超过3 Mpa 。

2、燃烧丝与两电极及样品片一定要接触良好，而且不能有短路。

3、一定要将点燃镍丝的中间螺旋段紧贴在样品圆片上，并用棉纱轻轻裹一下。

4、测定仪器热容与测定样品的条件应该一致。

5、待测样品一定要干燥，样品压片要压紧。

六、数据记录与处理

室温：20.3℃ 大气压强：101.54KPa

5-1、苯甲酸燃烧的记录

苯甲酸的质量：0.6922g 引燃丝初始长度：15.0cm

5-2、萘燃烧的记录

萘的质量：0.5643g 引燃丝初始长度：15.0cm

1418.992

1518.995

5-3、苯甲酸燃烧的温度曲线图

5-4、萘燃烧的温度曲线图（1）计算K值：

△

C Hm

(苯甲酸)

=-3226.7KJ/mol，Q

引燃丝

=-6.699J/cm

则△

C Um

(苯甲酸)=

△

C

Hm

(苯甲酸)

-(-0.5)*RT=-3225.46KJ/mol

△T=17.30-16.05=1.25K

K=-( m

B Q

V,B

+lQ

B

)/ △T=-(-0.6922*3225.46*1000/122-6.699*13.8)/ 1.25

=14714.37 J.℃

（2）计算萘的燃烧焓：△T=18.90-17.49=1.41K

Qv,

B =-(lQ

B

+K△T)/m

B

=-(-6.699*11.2+ 14714.37*1.41)/0.5643=-36633.4J/g

△

C Um= Qv,

B

*200/1000=-7326.68J/mol

△

C Hm=△

C

Um+3RT=-7319.24J/mol

七、思考与讨论

1、本次实验测得的萘的燃烧焓偏高，主要的误差在于药品称量时电子天平的读数，实验温度的读取，数据拟合时的读数等。

2、把固体样品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，固体样品更容易燃烧充分，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、本实验中，哪些为体系？哪些为环境？实验过程中有无热损耗，如何降低热损耗？

答：氧弹内部空间为体系，氧弹以外为环境，实验过程中有热损耗，可增加氧弹壁的厚度来降低热损耗。