(完整版)大学物理化学实验报告-燃烧热的测定

物理化学实验报告

院系化学化工学院

班级化学061

学号13

姓名沈建明

实验名称 燃 烧 热 的 测 定 日期 2009.5.20 同组者姓名 史黄亮 室温 气压 成绩

一、目的和要求

1.用氧弹量热计测定蔗糖的燃烧热。

2.明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。

3.了解量热计中主要部分的作用，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。

二、基本原理

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（Q 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：

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热量计本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升高。

通过测定燃烧前后热量计（包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求出该样品的燃烧热。其关系如下：

1()v l m Q Q m C T M

-

-⨯=∆样

计水水＋C 其中，Q l 为点火丝的燃烧热（Q l ＝-4.1 J ﹒cm -1），C 水=4.1868 J ·g -1·K -1，已知量热计的水当量以后，就可以利用上式通过实验测定其他物质的燃烧热。

氧弹是一个特制的不锈钢容器为了保证待测样品能够完全燃烧，氧弹中应充

()p V B Q Q g RT

ν=+∑

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，系统与环境之间的能量交换仍然无法完全避免，这可以是同于环境向量热计辐射进热量或做功（比如电功）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。

试验装置剖面图：

1-氧弹；2-温度传感器；3-内筒； 4-空气隔层；5-外筒；6-搅拌

三、仪器、试剂

氧弹卡计 1台

分析天平 1台

压片机 1台

数字型贝克曼温度计 1支

精密数字温度温差仪SWC-ⅡD 1台

点火丝 3根

直尺 1把

容量瓶（1000ml） 1个

氧气钢瓶及减压阀 1套

蔗糖（A.R.）

苯甲酸（A.R.）

萘（A.R.）

四、实验步骤

1.量热计水当量Cm的测定

（1）称取0.8～1g左右的苯甲酸（不得超过1.1g）；

（2）量取引火丝的长度，中间用细铁丝绕几圈做成弹簧形状；

（3）对称好的苯甲酸样品进行压片；

（4）再次称量压好片的苯甲酸样品；

（5）将样品上的引火丝两端固定在氧弹的两个电极上，引火丝不能与坩埚相碰；（6）将氧弹盖盖好。

2.氧弹充氧气

氧弹与氧气瓶连接：

①旋紧氧弹上出气孔的螺丝；

②将氧气表出气孔与氧弹进气孔用进气导管连通，此时氧气表减压阀处关闭状

态（逆时针旋松）；

③打开氧气瓶总阀（钢瓶内压不小于3MPa），沿顺时针旋紧减压阀至减压表

压为2MPa，充气1min，然后逆时针旋松螺杆停止充气；

④旋开氧弹上进气导管，关掉氧气瓶总阀，旋紧减压阀放气，再旋松减压阀复

原。

3.装置热量计

（1）看指示灯是否亮，确定仪器是否接通；

（2）用容量瓶准确量取已被调好的低于外桶水温0.5-1.0 ℃的蒸馏水3000ml，

装入量热计内桶；

（3）装好搅拌器，将点火装置的电极与氧弹的电极相连；

（4）盖好盖子，将数字型贝克曼温度计探头插入桶内，总电源开关打开，开始搅拌；

（5）电脑软件开始记录。

4.点火燃烧和升温的测量

（1）按振动点火开关开向振动，计时开始；

（2）按振动点火开关开向点火，点火指示灯亮后1 s左右又熄灭，而且量热计温度迅速上升，表示氧弹内样品已燃烧。可将振动点火开关开向振动，并每隔0.5min读取数字型贝克曼温度计温度一次；

（3）至温度不再上升（缓慢）而开始下降时，再每隔1min读取温度一次，共读取十次。

5.整理设备，准备下一步实验

（1）停止搅拌，关掉总电源开关；

（2）取出氧弹，并打开放气阀放气；

（3）观察燃烧情况，取出剩余的引火丝，并准确量取剩余长度；

（4）倒掉氧弹和量热计桶中的水，并擦干、吹干。

五、原始数据

室温= 24.6 ℃

苯甲酸实际质量m=0.9044 g 铁丝原长l=12.9 cm 剩余铁丝长l’=2.9 cm

采零点为t=[23.95-(-1.986)] ℃=25.936 ℃

蔗糖实际质量m=1.1854 g 铁丝原长l=12.7 cm 剩余铁丝长l’=2.5 cm

采零点为t=[23.52-(-2.419)] ℃=25.939 ℃

萘实际质量m=0.8763 g 铁丝原长l=12.8 cm 剩余铁丝长l’=4.2 cm

采零点为t=[23.32-(-2.618)] ℃=25.938 ℃

六、数据处理与分析

：

（一）求C

计

J点温度为（24.6﹣25.936）℃=﹣1.336 ℃