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得测定

【实验目得】

①明确燃烧热得定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热得区别。

②掌握量热技术得基本原理,学会测定奈得燃烧热。

③了解氧弹卡计主要部件得作用,掌握氧弹量热计得实验技术．

④学会雷诺图解法校正温度改变值。

【实验原理】

燃烧热就是指１摩尔物质完全燃烧时所放出得热量。在恒容条件下测得得燃烧热称为恒容燃烧热(O ｖ)，恒容燃烧热这个过程得内能变化（ΔU）。在恒压条件下测得得燃烧热称为恒压燃烧热(Q p）,恒压燃烧热等于这个过程得热焓变化(ΔH)。若把参加反应得气体与反应生成得气体作为理想气体处理,则有下列关系式：

ｃH m = Q p＝Q v ＋ΔｎRＴ (1）

本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖得燃烧热。测量得基本原理就是将一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出得热量使卡计本身及氧弹周围介质（本实验用水）得温度升高。

氧弹就是一个特制得不锈钢容器（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(或者其她氧化剂)，还必须使燃烧后放出得热量尽可能全部传递给量热计本身与其中盛放得水,而几乎不与周围环境发生热交换。

但就是，热量得散失仍然无法完全避免，这可以就是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高，也可以就是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计得温度降低。因此燃烧前后温度得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

在盛有定水得容器中，样品物质得量为n摩尔，放入密闭氧弹充氧，使样品完全燃烧,放出得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、搅拌器与水）得总热容为C(通常称为仪器得水当量,即量热计及水每升高1K所需吸收得热量),假设系统与环境之间没有热交换，燃烧前、后得温度分别为T1、Ｔ2,则此样品得恒容摩尔燃烧热为：

(２）

式中,Ｑvm为样品得恒容摩尔燃烧热(J·ｍol—1);n为样品得摩尔数（ｍol);Ｃ为仪器得总热容(J·K—１或J / ｏC)。上述公式就是最理想、最简单得情况。

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(也就是进气管）

但就是，由于(1):氧弹量热计不可能完全绝热,热漏在所难免。因此,燃烧前后温度得变化不能直接用测到得燃烧前后得温度差来计算，必须经过合理得雷诺校正才能得到准确得温差变化。(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,再引起萘得燃烧，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)：

（3)

式中:m点火丝为点火丝得质量,Q点火丝为点火丝得燃烧热,为－6694、４ J / ｇ,∆T为校正后得温度升高值。

仪器热容得求法就是用已知燃烧焓得物质(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得对体系温度变化得影响。

方法:将燃烧前后历次观察得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所对应得温度Ｔ1，Ｄ所对应得温度T2，计算其平均温度，过Ｔ点作横坐标得平行线，交FHDG线于一点,过该点作横坐标得垂线a，然后将FH线与GD线外延交a线于A、C两点，A点与Ｃ点所表示得温度差即为欲求温度得升高∆T．图中AＡ＇表示由环境辐射进来得热量与搅拌引进得能量而造成卡计温度得升高，必须扣除之。ＣC’表示卡计向环境辐射出热量与搅拌而造成卡计温度得降低,因此，需要加上,由此可见,AＣ两点得温度差就是客观地表示了由于样品燃烧使卡计温度升高得数值

有时卡计得绝热情况良好,热漏小,而搅拌器功率大，不断稍微引进热量，使得燃烧后得最高点不出现,如图2-1-3,这种情况下ＤT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得测定.

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与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与W2 。

3、把盛有苯甲酸片得坩埚放于氧弹内得坩埚架上,连接好点火丝与助燃棉线。

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得温度探头。

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、萘得恒容燃烧热得测定

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得数据.

【注意事项】

①为避免腐蚀,必须清洗氧弹