实验4_燃烧热的测定.doc

实验4 燃烧热的测定实验报告学生：王千 学号: * 班级: 2010级化学(1)班 成绩: 实验时间：2012年11月13日 室温：21.5 气压: 101.325 kPa 一、实验目的1通过萘的燃烧热测定，了解氧弹量热计的工作原理，掌握燃烧热的测定技术。2了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。3学会应用图解法校正温度改变值。二、基本原理Qp=Qv+nRT (1)式中n为产物与反应物中气体物质的量之差, R为气体常数, T为热力学温度。若测得某物质恒容燃烧热或恒压燃烧热中的任何一个，就可根据(1)式计算另一个数据。 (2)式中m为待测物质的质量(g)；M为待测物质的相对分子质量；Qv为待测物质的摩尔燃烧热；Q0为点火丝的燃烧热 (如用铁丝，则Q0 =6.694 kJg1)；m0为点火丝的质量（已燃烧部分）；T为样品燃烧前后量热计温度的变化值；W为量热计 (包括量热计中的水) 的水当量，它表示量热计 (包括介质)温度每升高一度所需要吸收的热量，量热计的水当量可以通过已知燃烧热的标准物 (如苯甲酸，它的恒容燃烧热Qy =26.460 kJg1) 来标定。已知量热计的水当量以后，就可以利用(2)式通过实验测定其他物质的燃烧热。三、仪器和试剂XRY-1A数显氧弹量热计（含数字式精密温度计）1套；氧气钢瓶及减压阀；压片机1台；苯甲酸(AR)；萘(AR) ；点火丝四、操作步骤 1量热计的水当量(W)测定(1) 样品压片：用台称称取约0.7 g苯甲酸，将其放在压片机上压成片状，抽去模底的托板，再继续向下压，使模底和样品一起脱落。将此样品表面的碎屑除去，在分析天平上准确称量后放入坩埚中。(2) 取一根点火丝，用分析天平准确称量后待用。(3) 把盛有苯甲酸的坩埚固定在坩埚架上，将称量的点火丝的两端固定在两个电极柱缺口内用导电套圈套上 (两电极及点火丝与燃烧杯不能相碰或短路)，并让其与苯甲酸有良好的接触。拧紧氧弹盖，充入氧气至弹内压力为1.5MPa为止。(4) 把上述氧弹放入内筒中的氧弹座架上，再向内筒中加入水，水面应至氧弹进气阀螺帽O型密封圈以下平台处，每次用水量应相同。(5) 接上点火导线，并将点火线连接到氧弹的点火电极（气阀柄和筒盖小孔）上，盖上氧弹卡计盖，将温度插入内筒，打开电源和搅拌开关，仪器开始显示内筒水温，每隔半分钟报时（显示并鸣响）一次。(6) 当内筒水温均匀上升后，每次报时，记下显示温度，当记下第10次时，同时按“点火”键，测量次数自动复零，以后每隔半分钟记录温度, 直至温度上升到最高点（与前一个读书仅相差0.002）时再继续读10次数据即可按结束键（当测温次数达到3l后，测温次数会自动复零，表示试验结束，若此时温度还未达到最大值后的10次记录，需人工记录几次)。(7) 停止搅拌，取出内筒和氧弹，用放气阀放掉氧弹内的氧气，打开氧弹，观察氧弹内的燃烧情况（内有试样燃烧不完全，试验作废），取出未烧完的点火丝精确称重。2萘的燃烧热测定称取0.7g萘，代替苯甲酸，重复上述实验，记录相关数据。实验完毕后，洗净氧弹，并擦干待下次实验用。五、数据记录表1. 苯甲酸、萘和点火丝燃烧前后的质量质量 /g压片后样品点火前点火丝点火后点火丝点火丝燃烧的质量萘0.73990.00900.00500.0040笨甲酸0.74540.00840.00420.0042图2.萘燃烧系统量热计的温度随时间的变化图1.苯甲酸燃烧系统量热计的温度随时间的变化表2. 燃烧热测定的温度随时间的变化温度记录次数温度/萘笨甲酸111.18213.463211.18413.471311.18613.476411.18813.483511.19013.486611.19213.49711.19413.494811.19613.498911.19813.5011011.20013.5041111.20513.5151211.26113.6571311.43213.9291411.62314.1951511.82714.3861612.04914.5531712.27514.641812.48614.7171912.67814.7852012.86814.8382112.98914.8822213.10414.9192313.19814.9522413.27614.9822513.34415.012613.40215.0332713.45015.0562813.49615.0782913.53515.0973013.57315.1163113.60615.133六、数据处理1. 将苯甲酸和萘燃烧系统的量热计温度对时间作图，得到温度随时间的变化曲线（图1、2）。然后分别进行雷若校正，得苯甲酸和萘燃烧系统量热计的温度升高值分别为：T苯甲酸= 1.267 T萘 = 1.838 2. 量热计水当量的计算将苯甲酸的质量m苯甲酸 = 0.7454 g、已燃烧点火丝的质量m点火丝 = 0.0042 g、苯甲酸系统量热计的T苯甲酸= 1.267 、苯甲酸的定容燃烧热Qv(苯甲酸) = -26460 J/g、点火丝的燃烧热Qv(点火丝) = -6694 J/g代入公式 (2) 式: - (Qv(苯甲酸) m苯甲酸 + Qv(点火丝) m点火丝1) = W T苯甲酸可计算得量热计水当量W = 15589.11 J/K。3. 萘摩尔定容燃烧热的计算将萘的质量m萘= 0.7399 g、点火丝已燃烧的质量m点火丝= 0.0040 g、萘系统量热计的 T萘= 1.838 、点火丝的燃烧热Qv(点火丝) = -6694 J/g、量热计水当量W = 15589.11 J/K代入公式(2)式:-(Qv(萘) m萘+ Qv(点火丝) m点火丝2) = W T萘可计算得萘的恒容燃烧热: Qv(萘) = -38689.02 J/g。4. 萘摩尔定压燃烧热的计算萘的摩尔定容燃烧热是: Qv(萘) M萘 = -38689.02 128 = -4952194.06 J/mol。萘燃烧化学反应方程式: C10H8 (s) + 12 O2 (g) = 10 CO2 (g) + 4 H2O (l)反应前后气体摩尔数的变化 n = -2。计算25时的萘的摩尔定压燃烧热:Qp(萘) = Qv(萘) + nRT = -4952194.06 + (-2) 8.314 (273.15 + 25) = -4957151.7 J/mol = -