氨基甲酸铵分解.doc

宁波工程学院物理化学实验报告专业班级 姓名 序号 实验日期同组姓名 指导老师 实验名称 氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数测定一、 实验目的1. 掌握测定平衡常数的一种方法；2. 用等压法测定氨基甲酸铵的分解压力并计算分解反应的有关热力学常数。二、 实验原理 氨基甲酸胺是合成尿素的中间产物，为白色固体，很不稳定，其分解反应式为： NH2COONH4 = 2NH3 + CO2 该反应为复相反应，在封闭体系中很容易达到平衡，在常压下其平衡常数可近似表示为：Kp（标准）= 【P(NH3)/P(标准)】2【P(CO2)/P(标准)】式中，PNH3、PCO2分别表示反应温度下NH3和CO2平衡时的分压；P（标准）为标准压。在压力不大时，气体的逸度近似为1，且纯固态物质的活度为1，体系总压P=PNH3+PCO2。从化学反应计量方程式可知： PNH3 = 2P/3 , PCO2 = P/3 将下式代入上面的式子中，得： KP（标准）= (4/27) (p/p(标准)3因此，当体系达到平衡后，测量其总压P，即可计算出平衡常数KP（标准），温度对平衡常数的影响可用下式表示： dlnKP(标准)/dT = rHm(标准)/RT2利用实验温度范围内反应的平均等压热效应rHm（标准）和T温度下的标准吉布斯自由能变化rGm（标准），可近似计算出该温度下的熵变rSm（标准） rSm（标准） = （rHm（标准）- rGm（标准）/T 因此通过测定一定温度范围内某温度的氨基甲酸铵的分解压，就可以利用上述公式分别求出KP（标准），rHm（标准），rGm（标准），rSm（标准）。三、 实验仪器、试剂仪器：循环水泵，低真空数字测压仪，等压 计，恒温槽一套，样品管。试剂：氨基甲酸铵，液体石蜡。四、 实验步骤1 打开恒温水浴开关，按回差键使之变为0.12 装样： 打开氨基甲酸銨分解反应平衡常数测定仪上端的加样口盖，加入一定量的氨基甲酸銨（平衡器中已装好）。3 抽空： 关闭平衡阀1，打开平衡阀2，打开进气阀。旋转玻璃活塞，使两个活塞为全通。 打开氨基甲酸銨分解反应平衡常数测定仪，使单位调为kpa。按指零键置零。 打开真空泵，待泵运转正常后，关闭玻璃放空活塞，观察氨基甲酸銨分解反应平衡常数测定仪上的读数，待压力计读数达-93.5kpa时，关闭玻璃活塞，打开玻璃放空活塞后，关闭真空泵，关闭进气阀。4 测量： 关闭平衡阀2，缓慢打开平衡调节阀1放入空气，观察U型管两端液面相等（3分钟不变，因为是化学反应调平后还会动，直到不动为止。）时，关闭平衡阀1。记录下温度和氨基甲酸銨分解反应平衡常数测定仪上的读数（室温测一个）。 打开恒温槽上的加热开关，打开搅拌开关，设置温度。按置数键。然后数字闪动按正三角键加数，按倒三角键减数，调至所需温度，比上一个温度高5。第一位数字设完后按置数键设定下一位，三位数设完后，按置数键进入工作状态。（加热时可用强档，当加热到与设定温度差2度时改用弱档）。待恒温后用平衡阀1放气调平，测定方法同上，共做6组。 当六组数测完后，打开平衡阀1，打开平衡阀2，打开进气阀，打开玻璃活塞，关闭恒温槽及氨基甲酸銨分解反应平衡常数测定仪电源，实验结束。五、 数据记录与处理室温：12.4 大气压力：101.42KPa氨基甲酸铵的实验数据：t/ 1/T 真空度P 分解压P lnKP（标准）25 3.35410-3 84.65 16.71 7.308 30 3.29910-3 81.29 20.13 6.720 35 3.24510-3 77.57 23.85 6.210 40 3.19310-3 71.70 29.72 5.550 45 3.14310-3 56.06 45.36 4.281六、 注意事项1.体系必须达到平衡后，才能读取数字压力计的压力差；2.恒温槽温度控制到0.1上下；3.玻璃等压计中的封闭液一定要选用粘度小，密度小，蒸气亚低，并且与反应体系不发生作用的液体。七、 结果与讨论 由图知：rHm（标准）/R = -13627.9 所以：rHm（标准） = 113.302103 J/mol 查阅相关资料得rHm = 159.32KJ/mol 相对百分误差为：a = （159.32113.302）/159.32 100 = 28.9结果分析：实验误差大，但是操作过程并没有出错。误差分析：在实验过程中等压计中有气泡产生，最后又由于放入的空气过量，导致最后的实验数据出现