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。先取出贝克曼温度计，再取氧弹，旋松放气口排除废气。

(9)称量剩余点火丝质量。清洗氧弹部及坩埚。

实验步骤

2. 萘的恒容燃烧热的测定

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

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

数据记录和处理

1. 记录室温、大气压、样品质量（W2－W1）和剩余燃烧丝质量

2. 列表记录温度随时间变化数据

3. 画出雷诺图进行温度读数校正，求出在绝热条件下的真实温度改变值∆Te和∆Tx

4. 计算量热计常数K

5. 计算萘的恒容燃烧热QV

6. 计算萘的摩尔燃烧焓∆cHm，并与文献值比较

由图得：苯甲酸 *t=1.7K 萘*t=2.9K ，苯甲酸恒容摩尔燃烧热为-3228kj/mol

再由

和K=n1C1+C 热量计的

K=18.9KJ/K

r U m 萘= Q V=-10022.4KJ/mol

x V x x x x

W Q (x)+εb +qc =K ΔT M

五、思考题; 1.加入筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低?低多少合适？为什么？

2.在燃烧热测定实验中，哪些是体系?哪些是环境？有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响?

3.在燃烧热测定的实验中，哪些因素容易造成实验误差?如何提高实验的准确度?

①检验多功能控制器数显读数是否稳定。熟习压片和氧弹装样操作，量热计安装注意探头不得碰弯，温度与温差的切换功能键钮，报时及灯闪烁提示功能等。

②干燥恒重苯甲酸(0.9~1.2g)和萘(0.6~0.8g)压片，注意紧实度，分析天平称样。③容量瓶量取3000mL水，调节水温低于室温1K。

④量取两根10厘米点火丝，中段在原珠笔蕊上绕几圈。燃烧丝缚紧使接触电阻尽可能小。氧弹充氧注意小动作缓缓旋开减压阀。

⑤氧弹预滴10mL水，促产物凝聚成硝酸。

（1）实验关键：点火成功、试样完全燃烧是实验成败关键，可以考虑以下几项技术措施：

①试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理，潮湿样品不易燃烧且有误差。

压片紧实度：一般硬到表面有较细密的光洁度，棱角无粗粒，使能燃烧又不至于引起爆炸性燃烧残剩黑糊等状。

②点火丝与电极接触电阻要尽可能小，注意电极松动和铁丝碰杯短路问题。

③充足氧(2MPa)并保证氧弹不漏氧，保证充分燃烧。燃烧不完全，还时常形

成灰白相间如散棉絮状。

④注意点火前才将二电极插上氧弹再按点火钮，否则因仪器未设互锁功能，极易发生（按搅拌钮或置0时）误点火，样品先已燃烧的事故。

(2) 氧弹预滴几滴水，使氧弹为水汽饱和，燃烧后气态水易凝结为液态水。

试样在氧弹中燃烧产生的压力可达14MPa，长期使用，可能引起弹壁的腐蚀，减少其强度。故氧弹应定期进行20MPa水压检查，每年一次。氧弹、量热容器、搅拌器等，在使用完毕后，应用干布擦去水迹，保持表面清洁干燥。恒温外套（即外筒）的水，应采用软水。长期不使用时应将水倒掉。

氧弹以及氧气通过的各个部件，各联接部分不允许有油污，更不允许使用润滑油，在必须润滑时，可用少量的甘油。

5℃。每次测定时室温变化不得大于1℃。因此。室禁止使用各种热源，如电炉、火炉、暖气等。±(3)仪器应置放在不受直射的单独一间试验室进行工作。室温度和湿度应尽可能变化小。最适宜的温度是20

5K。国产型号为半自动HR—15A(B)数显微机型或WHR—15全自动微机型氧弹式热量计。进入了全面启用电脑处理数据的新时代。

-4~10-(4) 如用贝克曼温度计，其调节可以归纳为倒立连接、设定温度、正立震断和校验四步，注意别让水银过多地流向弯曲贮管，导致