实验：燃烧焓的测定.ppt

实验 燃烧焓的测定 一 实验目的 用氧弹式热量计测定萘的燃烧焓 明确燃烧焓的定义 了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别了解氧弹式热量计中主要部分的作用 掌握氧弹式热量计的实验技术学会雷诺图解法 校正温度改变值 二 实验原理 燃烧焓是指一摩尔物质在等温 等压下与氧进行完全氧化反应时的焓变 完全氧化 的意思是化合物中的元素生成较高级的稳定氧化物 如碳被氧化成CO2 气 氢被氧化成H2O 液 硫被氧化成SO2 气 等 燃烧焓是热化学中重要的基本数据 因为许多有机化合物的标准摩尔生成焓都可通过盖斯定律由它的标准摩尔燃烧焓及二氧化碳和水的标准摩尔生成焓求得 通过燃烧焓的测定 还可以判断工业用燃料的质量等 由上述燃烧焓的定义可知 在非体积功为零的情况下 物质的燃烧焓常以物质燃烧时的热效应 燃烧热 来表示 即 CHm QP m 因此 测定物质的燃烧焓实际就是测定物质在等温 等压下的燃烧热 二 实验原理 量热法是热力学实验的一个基本方法 测定燃烧热可以在等容条件下 亦可以在等压条件进行 等压燃烧热 QP 与等容燃烧热 QV 之间的关系为 QP QV m g vB g RT或QP m Qv m vB g RT式中 QP m或Qv m均指摩尔反应热 vB g 为气体物质化学计算数的代数和 为反应进度增量 QP或Qv则为反应物质的量为 时的反应热 m g 为该反应前后气体物质的物质的量变化 T为反应的绝对温度 二 实验原理 测量热效应的仪器称作量热计 本实验用氧弹式量热计测量燃烧热 左图为氧弹示意图 二 实验原理 测量其原理是能量守恒定律 样品完全燃烧放出的能量使量热计本身及其周围介质 本实验用水 温度升高 测量了介质燃烧前后温度的变化 就可以求算该样品的恒容燃烧热 其关系如 QV CV T上式中负号是指系统放出热量 放热时系统的内能降低 而CV和 T均为正值 三 实验步骤 1 样品压片及燃烧丝的准备用台秤称取0 6克左右萘 将压片机的垫筒放置在可调底座上 装上模子 并从上面倒入已称好的萘样品 把玉棒放入模子中 压下手柄至适当位置 即可松开 取出模子和垫筒 把垫筒倒置在底座上 放上模子 放入压棒 压下手柄至样品掉出 将样品在分析天平上准确称重 置于燃烧坩埚中待用 另取一段长约15cm的燃烧丝将其中段在大头针上缠绕5 6圈 使之成弹簧状 2 充氧气将燃烧丝的两端绑牢于氧弹中的两根电极上 并使其中间弹簧状部分与样品接触 燃烧丝不能与坩埚壁相碰 旋紧氧弹盖 用万用电表检查电极是否通路 若通路 则旋紧出气阀就可以充氧气 将氧气导管和氧弹的进气管接通 先打开阀门1 逆时针旋开 再渐渐打开阀门2 顺时针旋紧 使表2指针指在表压20kg cm2 1分钟后关闭阀门2 再关闭阀门1 松开导气管 此时氧弹中已有约2000kPa左右的氧气 可作燃烧之用 但阀门2到阀门1之间尚有余气 因此要打开减压阀门2以放掉余气 再关闭阀门2 使钢瓶和表头恢复原状 3 燃烧和测量温度将充好氧气的氧弹用万用电表检查是否通路 若通路则将氧弹放入盛水桶内 用容量瓶准确量取已被调节到低于外筒温度0 5 1 0 的自来水3000cm3 倒入盛水桶内 并接上控制器上的点火电极 装好搅拌马达 盖上盖子 将温度温差仪的探头插入内桶水中 将温度温差档打向温差 将控制器上各线路接好 开动搅拌马达 待温度稳定上升 每隔1分钟读取温度一次 读10个点 按下点火开关 如果指示灯亮 应立即加大电流引发燃烧 如果指示灯根本不亮 或加大电流后指示灯也不熄灭 而且温度也不见迅速上升 则须打开氧弹检查原因 如果指示灯亮后熄掉 温度迅速上升 则表示氧弹内样品已燃烧 自按下点火开关后 每隔15秒读一次温度 待温度升至每分钟上升小于000 2 每隔1分钟读一次温度 再读10个点 关掉控制器开关 取出测温探头 打开外筒盖 取出氧弹 缓缓旋开氧弹的放气阀门 将气体慢慢放出 旋开氧弹头 检查氧弹坩埚内有黑色残渣或未燃尽的样品微粒 说明燃烧不完全 此实验作废 如未发现这些情况 取下未燃烧完的燃烧丝测其长度 计算实际燃烧丝的长度 将筒内水倒掉 即测好了一个样品 测定卡计的水当量K 称取1克左右的苯甲酸 同法进行上述实验操作一次 四 数据记录与处理 一 用图解法求出苯甲酸燃烧引起量热计温度变化的差值 T1 计算水当量K值 二 用图解法求出萘燃烧引起量热计温度变化的差值 T2 计算萘的恒容燃烧热QV 三 由QV计算萘的摩尔燃烧焓 CHm 五 注意事项 1 氧弹充气时要注意安全 人应站在侧面 减压阀指针在1 2MPa 切不可超过3Mpa 2 燃烧丝与两电极及样品片一定要接触良好 而且不能有短路