燃烧焓的测定.doc

宁 波 工 程 学 院物理化学实验报告专业班级 姓名 序号 同组姓名 指导老师 实验日期 实验名称 燃烧焓的测定 一、目的要求1. 用氧弹式量热计测定萘的燃烧焓。2. 了解氧弹式量热计结构，掌握氧弹式量热计的实验技术。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+ SnBRTDrHm(B,T)=DrUm(B,T)+ SBB(g)RT式中，Qp或Qvm指摩尔反应热，vB(g）为气体物质化学计量数的代数和。三、实验仪器、试剂XRY-1A型数显氧弹式热量计全套（氧弹、搅拌器、数字贝克曼温度计）；压片机1台；专用放氧阀1个；氧气瓶及减压阀1套（公用）；充氧器1台（公用）；电子天平1台（公用）；托盘天平1台（公用）；万用表1个（公用）；10 mL移液管1支。2000 mL和1000 mL容量瓶各1个；直尺1把。分析纯苯甲酸；镍铬引燃丝（10 cm）；煤粉沫。 四、实验步骤1. 热容量K的测定（1）用分析天平准确称量（精确度在0.1 mg内）10 cm的引燃丝，然后将引燃丝中部绕成环状。（2）苯甲酸预先在烘箱内（5060下）烘30 min，称约1.0 g 1.2 g，将引燃丝环状部分与苯甲酸一起压片。压好样品后先在干净的桌面上敲击23次，以除去没有压紧的部分，再准确称量其质量。（3）开启氧弹，分别将引燃丝两端固定在氧弹内两电极柱上。（药片悬于不锈钢坩埚上方，引燃丝不要与坩埚接触，以免短路导致点火失败）用移液管取10 mL蒸馏水放入氧弹中，盖上氧弹盖并拧紧。打开氧气瓶阀门，调节减压阀使压力达到2.0 MPa左右。将氧弹置于充氧气底座上，使其进气口对准充氧气的出气口。按下充气器的手柄（充气器压力表值约1.0 MPa），充氧0.5 min1 min后，用放气阀将氧弹中的氧气缓缓放出，并迅速再次充气，如此反复充氧23次，充氧即结束。然后用万用表测量氧弹盖两极处是否有电流通过。（4）用容量瓶量取3000 mL蒸馏水倒入内桶中，将充有氧气的氧弹放入内桶底座上并接好引火导线。盖上热量计盖，注意搅拌叶片不要与氧弹壁接触。将数字贝克曼温度计的传感器竖直插入热量计盖上的孔中，使其末端处于氧弹高度的1/2处。检查多功能控制箱电路导线是否连接好。打开控制箱的电源开关，按下“搅拌”键，搅动内桶水，仪表开始显示内桶水温，每隔半分钟烽鸣表报时一次。（5）约5 min10 min后，当系统温度变化速度达到恒定时，开始初期温度读数，每隔30 s烽鸣表发出“嘟”的一声，立即读数一次。当读第10次时，同时按点火键，点火指示灯闪亮马上又熄灭时表示点火成功。测量次数自动复零，仍每隔30 s读一次主期温度读数，共储存测量数据31个。当主期温度升至最大值且开始下降时再读取10次末期温度读数。所有温度读数均精确到0.001 。当测温次数达到31次后，测温次数就自动复零，表示实验结束（若末期温度读数不满10次，需人工记录几次）。（6）停止搅拌，拔掉引火导线，取出温度计传感器和氧弹并擦干其外壳，用放气阀放掉氧弹内的氧气，打开氧弹盖，检查燃烧是否完全。若坩埚或氧弹内有积碳，则说明此实验失败，需重做。若坩埚或氧弹无积碳，则说明实验成功。取出未烧完的点火丝，测量其长度（点火丝的长度和质量已知）。（7）洗净并擦干氧弹内外壁，倒出内桶蒸馏水，擦干全部设备。待氧弹及内桶和搅拌器温度与室温平衡后再做下一步实验。2 萘的恒容燃烧焓测定 称取0.6g左右的萘，实验步骤同上。五、数据记录与处理室温： 25 大气压： 100.08kpa 苯甲酸：样品质量： 0.7834g 引燃丝初始长度：20cm 剩余引燃丝长度：3cm 水夹套中的水浴温度：20.241次数（每隔30s）温度T/K次数（每隔30s）温度T/K次数（每隔30s）温度T/K次数（每隔30s）温度T/K温度恒定时的读数点火后的读数点火后继续读数初始值293.73311294.20122295.09627295.1131293.73312294.52723295.10228295.1182293.73213294.72224295.11029295.1123293.73514294.84125295.11130295.1174293.73515294.92826295.11331295.1145293.73216294.97432295.1176293.73217295.01633295.1117293.73218295.04134295.1148293.72819295.06235295.1179293.73220295.07836295.11210293.72621295.086萘：样品质量： 0.6754g 引燃丝初始长度：20cm 剩余引燃丝长度：2.4cm 水夹套中的水浴温度：20.241次数（每隔30s）温度T/K次数（每隔30s）温度T/K次数（每隔30s）温度T/K次数（每隔30s）温度T/K温度恒定时的读数点火后的读数点火后继续读数初始值19.3361119.3722221.2023121.243119.3361219.6802321.2133221.249219.3401320.0832421.2163321.245319.3421420.7302521.2273421.249419.3461520.8892621.2293521.250519.3471620.9932721.2363621.247619.3511721.0592821.2373721.251719.3541821.1092921.2413821.249819.3551921.1353021.2433921.250919.3552021.1634021.2461019.3562121.184图2、苯甲酸的雷诺温度校正图图3、萘的雷诺温度校正图由图2得：=1.356K；C7H6O2（s）+ 15/2 O2（g） 7CO2（g）+3 H2O（l）已知由式（2）得：=-3226.78.314298.15（-1/2）10-3 kJ/mol=-3225.46kJ/mol即=-3225.46kJ/mol=-26438.20J/g由式（4）得：K=-0.7834（-26438.20）17（-6.699）/1.356 J/K =1.536104J/K由图3得：=1.814K；C10H8（s）+ 12 O2（g） 10CO2（g）+4 H2O（l）由式（4）得：=-17.6（-6.699）1.5361041.814/0.6754J/g = -4.12104J/g = -5273.6KJ/mol 即= -5273.6KJ/mol 由式（2）得：= -5273.6+8.314298.15（1012）10-3KJ/mol = -5268.6 KJ/mol所以萘的摩尔燃烧焓：= -5268.6 KJ/mol六、思考与讨论1、 由数据手册查出萘的标准摩尔燃烧焓= -5153.8KJ/mol，则本实验的误差为：实验的相对误差= -5268.6（-5153.8）/（-5153.8）100%=2.23%误差分析：实验仪器本身不够精确；压片没有压好（压片时应不松不紧，以保证其可以完全燃烧，且不会散开。）；测量引燃丝的长度时存在着误差。2、在本实验中，如何考虑系统与环境？ 答：氧弹内部空间为体系，氧弹以外为环境，实验过程中有热损失，可增加氧弹壁的厚度来降低热损失。3、在本实验中，应注