燃烧热的测定_实验报告(2400字)

来源:m.ttfanwen.com时间:2017.5.4

燃烧热的测定

【摘要】通过本实验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。学会雷诺图解法校正温度改变值。

关键字:氧弹式量热计 贝克曼温度计

雷诺图解法

引言:根据热化学的定义,1mol物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。所谓完全氧化。对燃烧产物有明确的规定。如有机化合物中的碳氧化成一氧化碳不能认为完全氧化,只有氧化成二氧化碳才是完全氧化。

量热法是热力学的一种基本实验方法。在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热Qv和恒压燃烧热Qp。再根据热力学第一定律 Qp=Qv+△n(RT) 换算为恒压燃烧热。另外,直接测量热实际上是几乎不可能的,热量的传递往往表现为温度的改变,故实际中往往采用测量温差的办法来间接测量热。

一、实验目的

1、使用氧弹式量热计测定固体有机物质的恒容燃烧热,并由此求算其摩尔燃烧热。

2、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。

3、掌握恒容燃烧热和恒压燃烧热的差异和相互换算。

4、学会雷诺图解法校正温度改变值。 1、燃烧与量热

根据热化学的定义,1mol物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。

Qp = Qv + △nRT

2、氧弹热量计

氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。

(-m样/M)QV - l〃Ql =(m水C水+C计)△T 3雷诺温度校正图

燃烧热的测定实验报告

三、仪器及设备

燃烧热的测定实验报告

苯甲酸 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、称取苯甲酸约0.9g,压片;

燃烧热的测定实验报告

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;

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,加入水;

5、接好电路,计时开关指向“1分”,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;

6、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;

7、记录5个数据后,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;

8、称量剩余点火丝质量,清洗氧弹内部及坩埚;

9、取萘0.5g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。 五、思考题

1.加入内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、本实验成功的关键是什么?应采取什么措施? 答: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、燃烧热的测定中样品为什么要压片?

答:排除空气等气体杂质的同时,节省了样品在氧弹

中所占体积,减小误差。同时,压片后的样品燃烧会更充分。

【参考文献】

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高等教育出版社 , 2006 : 34285

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绿色化研究 [J ].甘肃科技 , 2008 , 24 (17) : 52253

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[J ].大学化学 , 2001 , 16 (01) : 51257

[10 ] 钟红梅 .氧弹式量热法测定燃烧焓实验的改进

[J ].科技信息 (学术研究 ) , 2008, (15) : 72

[11 ]复旦大学 .物理化学实验 [M].北京 :高等教育出版社 , 1993 : 43248

[12 ]东北师范大学等校编 .物理化学实验 [M].北京 :高等教育出版社 , 1989 : 45249 [责任编辑 :刘守义 ]


第二篇:燃烧热的测定实验报告 3300字

实验二 燃烧热的测定

一、目的要求

1.用氧弹量热计测定萘的燃烧热

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CO2(气),H变为H2O(液),S变为SO2(气),N变为N2(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:

1.01325?105PaC6H5COOH(s)+7?7CO2(g)+3H2O()l 2O2(g)?????25℃

?cHm??3226.9kJ/mol

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QV??U,恒压燃烧热Qp??H。在体积恒定的氧弹式量热计中测得的燃烧热为QV,而通常从手册上查得的数据为Qp,这两者可按下列公式进行换算

Qp?QV?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 20

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。

W铁丝Q铁丝?W样品QV?(C水W水?C总()T2-T1) (2-2) M

式中,W样品,M——分别为样品的质量和摩尔质量;

QV——为样品的恒容燃烧热;

W铁丝,Q铁丝——引燃用的铁丝的质量和单位质量的燃烧热

(Q铁丝?6.69kJ?g-1);

C水,W水——分别为水的比热容和水的质量;

C总——是量热计的总热容(氧弹、水桶每升高1K,所需的总

热量);

T2?T1——即?T,为样品燃烧前后水温的变化值。

若每次实验时水量相等,对同一台仪器C总不变,则(C水W水?C总)可视为定值K,称为量热计的水当量。

水当量K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2-2求出K。

三、仪器和药品

1.仪器

SHR-15氧弹量热计1台;SWC-ⅡD精密温度温差仪1台;压片机 1

台;充氧器1台;氧气钢瓶1个。部分实验仪器如图2.1和图2.2所示。

21

图2.1 氧弹量热计安装图

2.药品

铁丝;苯甲酸(标准物质);萘(AR)。

四、实验步骤

(一)、步骤

1.萘的燃烧热测定

⑴ 压片:用台秤称取大约0.6g萘,用分析天平准确称量燃烧丝质量,将已精确称量的燃烧丝穿在压片机钢模的底板内,然后将钢模底板装进模子中,从上面倒入称好的萘样品,在压片机上压成圆片。将萘圆片在干净的玻璃扳上轻击二三次,再用分析天平精确称量。 ⑵ 装氧弹:把氧弹的弹头放在弹

头架上,将样品萘放入坩锅内,把坩锅

放在燃烧架上。然后将燃烧丝两端分别

固定在弹头中的两根电极上。在弹杯中

注入10ml水,把弹头放入弹杯中,用

手拧紧。

⑶ 充氧:使用高压钢瓶必须严格

遵守操作规则。开始先充入少量氧气

燃烧热的测定实验报告

出气管电极引燃铁丝进气管兼做电极弹盖弹体金属小皿

样品片

22 图2.2 氧弹剖面图

(约0.5MPa),然后开启出口,借以赶出弹中空气。再充入约1.5~2MPa的氧气。

⑷ 调节水温:将量热计外筒内注满水,缓慢搅动。打开精密温度温差仪的电源并将其传感器插入外筒水中测其温度。再用桶取适量自来水,测其温度,并调节水温使其低于外筒水温1度左右。用容量瓶精确量取3000ml已调节的自来水注入内筒,水面刚好盖过氧弹。如氧弹有气泡逸出,说明氧弹漏气,寻找原因并排除。将电极插头插在氧弹两电极上,电极线嵌入桶盖的槽中,盖上盖子(搅拌器不要与弹头相碰)。将两电极插入点火控制箱。同时将传感器插入内筒水中。

⑸ 点火:打开SHR-15氧弹式量热计的电源,开启搅拌开关,进行搅拌。水温基本稳定后,将温差仪“采零”并“锁定”。然后将传感器取出放入外筒水中,记录其温差值,再将传感器插入内筒水中。每隔1分钟读水温一次(精确至±0.002℃),直至连续10次水温有规律微小变化。设置蜂鸣15秒一次,按下“点火”按钮,“点火灯”熄灭。杯内样品一经燃烧,水温很快上升,点火成功(若水温没有上升,说明点火失败,应关闭电源,取出氧弹,放出氧气,仔细检查加热丝及连接线,找出原因并排除)。每15秒记录一次,当温度升至每分钟上升小于0.002℃,每隔1分钟读一次温度,连续读10个点,实验结束。实验停止后,将传感器放入外筒。

⑹ 校验:实验停止后,关闭电源,将传感器放入外筒。取出氧弹,放出氧弹内的余气。旋下氧弹盖,称量燃烧后残丝质量以计算铁丝实际燃烧质量并检查样品燃烧情况。最后擦干氧弹和盛水桶。若样品未完全燃烧,实验失败,须重做。

2.量热计的水当量C总的测定

以苯甲酸标准物质代替样品萘,按测定萘燃烧热的相同方法测定苯甲酸燃烧前后的温度变化值,用式2-2计算量热计的水当量C总。 23

(二)、实验注意事项

1.样品压片不可太紧,否则,燃烧不充分。 2.装氧弹时,燃烧丝不能与坩埚壁有接触。

3.点火前和达到最高温度点后要保证足够的测温时间,取足测量数据。

4.实验停止后,一定要称取未燃烧完的残余点火丝的质量。

五、原始数据

燃烧热的测定实验报告

燃烧热的测定实验报告

苯甲酸:

点火前每分钟计数一次(单位:℃)

点火后每15s计数一次(单位:℃)

燃烧热的测定实验报告

燃烧热的测定实验报告

当温度升至每分钟上升小于0.002℃,每隔1分钟读一次温度,计数10次(单位:℃)

萘:

点火前每分钟计数一次(单位:℃)

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点火后每15s计数一次(单位:℃)

燃烧热的测定实验报告

燃烧热的测定实验报告

燃烧热的测定实验报告

当温度升至每分钟上升小于0.002℃,每隔1分钟读一次温度,计数10次(单位:℃)

六、实验数据及处理

1.用雷诺图解法求出苯甲酸和萘燃烧前后的温度差?T

苯甲酸的雷诺图

本甲酸

和?T萘。

萘的雷诺图

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燃烧热的测定实验报告

2.计算量热计的水当量C总,已知苯甲酸的烧燃焓为?26460J?g?1。

求出萘的燃烧热QV和?cHm。

解:由W丝Q丝+W样品QV/M=K?T;其中K为C水W水+C总

代入苯甲酸数据有

(0.0127?0.0022)?3136.2?(0.6033?0.0127)?26460/122=K?(1.271-0.047) K=131.55

利用已求出的K,计算萘的萘的燃烧热QV和?cHm

代入萘的数据有

(0.0128-0.0091)?3136.2+(0.5756-0.0128)Qv/128.12?131.55?(1.721?0.031) 则Qv?47968.86J·g?1

由Qp?QV?RT?n(g)计算标准萘的?cHm,恒压燃烧热QP=

?

燃烧热的测定实验报告

cHm

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Qp?QV?RT?n(g)=(-47968.68-2×8.314×300.15×10)=- -3

47973.67J·g?1

七、思考题

1.在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时,应注意哪些规则?

答:(1)氧气减压阀应严禁接触油脂,以免发生火警事故。

(2)停止工作时,应将减压阀中余气放净,然后拧松调节螺杆以免弹性元件长久受压变形。

(3)减压阀应避免撞击振动,不可与腐蚀性物质相接触。

2.为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正?

答:由于存在热漏现象以及搅拌机功率过大引进的热量,所以要用雷诺图解校正法对实验数据进行处理。这样才能真实地代表被测样品燃烧热引起卡计温度升高的数值△T。

八、实验总结

这次实验中,需要特别小心,特别是做压片和把样品放到燃烧匙时,一定要注意,保证实验规范,同时要注意苯甲酸和萘的压片制作燃烧热等的相关要求,整体实验过程中,我们所做还算好,就是第一次压片时处理点问题。

燃烧热的测定实验报告

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