燃烧热实验报告.doc

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1、华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范)年级、班级课程名称物理化学实验实验项目燃烧热的测定实验类型：□验证□设计□综合实验时间年月日实验指导老师蔡跃鹏实验评分【实验目的】①明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别与联系。②掌握量热技术的基本原理；学会测定奈的燃烧热。③了解氧弹卡计主要部件的作用，掌握氧弹卡计的实验技术。④学会雷诺图解法校正温度改变值。【实验原理】物质的标准摩尔燃烧热(焓)△cHmθ是指1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量。在恒容条件下测得的1mol物质的燃烧热称

2、为恒容摩尔燃烧热QV,m，数值上等于这个燃烧反应过程的热力学能的变化△rUm；恒压条件下测得的1mol物质的燃烧热称为恒压摩尔燃烧热Qp,m，数值上等于这个燃烧反应过程的摩尔焓变△rHm，化学反应热效应通常是用恒压热效应△rHm来表示。若参加燃烧反应的是标准压力下的1mol物质，则恒压热效应△rHmθ即为该有机物的标准摩尔燃烧热△cHmθ。若把参加反应的气体与生成的气体作为理想气体处理，则存在下列关系式。Qp,m=QV,m+(∑VB)RT(3-4)式中，∑VB为生成物中气体物质的计量系数减去反应物中气体

3、物质的计量系数；R为气体常数；T为反应的绝对温度；Qp,m与QV,m的量纲为J/mol。本实验所用测量仪器为氧弹量热计(也称氧弹卡计)，按照结构及其与环境之间的关系，氧弹量热计通常分为绝热式和外槽恒温式，本实验所用为外槽恒温式量热计。氧弹为高度抛光的刚性容器，耐高压、耐高温、耐腐蚀，密封性好，是典型的恒容容器。测定粉末样品时需压成片状，一面充氧时冲散样品或燃烧时飞散开来。量热反应测量的基本原理是能量守恒定律。在盛有定量水的容器中，样品的物质的量为nmol，放入密闭氧弹，充氧，然后使样品完全燃烧，放出的热

4、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、搅拌器和水)的总热容为C(通常称为仪器的水当量，及量热计及水每升高1K所需吸收的热量)，假设系统与环境之间没有热交换，燃烧前、后的温度分别为T1、T2，则此样品的恒容摩尔燃烧热为nQV，m=-C(T2-T1)(3-5)式中，QV,m为样品的恒容摩尔燃烧热，J/mol；n为样品的物质的量，mol；C为仪器的总热容，J/K或J/℃。式(3-5)是最理想、最简单的情况。但是，由于一方面氧弹量热计不可能完全绝热，热漏在所难免，因此，燃烧

5、前后温度的变化不能直接用测到的燃烧前后的温度差来计算，必须经过合理的雷诺校正才能得到准确的温差变化[需由温度-时间曲线(即雷诺曲线)确定初温和最高温度]；另一方面，多数物质不能自然，如本实验所用萘，必须借助电流引燃点火丝，再引起萘的燃烧，因此，式(3-5)左边必须把点火丝燃烧所放热量考虑进去，如式(3-6)：-nQV,m-m点火丝Q点火丝=C△T(3-6)式中，m点火丝为点火丝的质量；Q点火丝为点火丝的燃烧热，点火丝(铁丝)燃烧热为-6694.4J/g；△T为校正后的温度升高值。仪器热容C的求法是用已知

6、燃烧焓的物质（如本实验用的苯甲酸），放在量热计中燃烧，测其始、末温度，经雷诺校正后，按式(3-6)即可求出C。样品完全燃烧是实验成功的第一关键，为此氧弹充以1.0~1.5Mpa的高压氧，因此要求氧弹密封耐压、耐腐蚀。同时，为燃烧完全，避免充氧时样品散开，粉末状样品必须压成片状。第二关键是使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给卡计本身和其中盛装的水，而几乎不与周围环境发生热交换。为了减少卡计与环境的热交换，卡计放在一个水恒温的套壳中，故称外壳恒温卡计。另外卡计壁高度抛光也是为了减少辐射。虽然采取了多种措施，但

7、热漏还是无法完全避免，因此，燃烧前后温度的变化值还是不能直接精确测出来，必须经过雷诺作图法或计算法校正。本实验用精密数字式贝克曼温度计来测量温度差。【仪器和试剂】外槽恒温式氧弹卡计（1个），氧气钢瓶（1瓶），压片机（2台），数字式贝克曼温度计（1台），0~100℃温度计（1支），万用电表（1个），扳手（1把）；萘（A.R），苯甲酸（A.R），点火丝（铁丝）（约10cm长）。【实验步骤】(1)测定氧弹卡计和水的总热容C①样品压片压片前，线检查压片用模子，若发现压模有铁锈、油污和尘土等，必须擦净后才能进行压

8、片。用台秤称取约0.8g左右的苯甲酸，压好样品，再用分析天平分别准确称取一段10cm长得点火丝和棉线，再用棉线将点火丝绑在样品（不能有粉末）上，然后在分析天平上准确称重。②装置氧弹、充氧气将绑好点火丝的苯甲酸样品放在氧弹卡计的燃烧皿中，压片应尽量进入燃烧皿（切忌把压片悬挂于燃烧皿上方），将点火丝的两端分别嵌入绑紧在氧弹中的两根电极上，旋紧氧弹盖，用万能电表检查电机是否通路。连接好氧气瓶和氧气减压阀表，并用铜导管（高压管）将减压表与氧弹进气管