实验一：燃烧焓的测定

PAGEPAGE3宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化本086姓名蔡珊珊(撰稿人)实验日期2010年3月17日同组姓名蒋燕、梁杨、曾如乐指导老师付之强、仇丹实验名称实验一、燃烧焓的测定一、实验目的1、用氧弹量热机测定萘的摩尔燃烧焓。2、了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹量热计的实验技术。二、实验原理有机物B的△cHm(B,T)是指在1mol指定相态的B物质在温度T和恒压P下完全燃烧索放出的热量Qp，其值与以B为反应物（Vb=1）的燃烧反应的△rHm相等。1molB物质在恒容条件下完全燃烧索放出的热量Qv，其值与以B为反应物（Vb=1）的燃烧反应的△rUm相等。若系统中的气体均视为理想气体：Qp=Qv+△nRT ①△rHm=△rUm+RT∑Vb(g)②本实验采用氧弹量热计测定萘的燃烧热。测量的原理是将一定量待测萘样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使量热计本生及氧弹周围介质（水）的温度升高。通过测定燃烧前后量热计温度的变化值，就可以求出样品的燃烧热，实验测得的是恒容反应热Qv，通过①和②算出萘的△cHm。氧弹式量热计中的量热计可看做一个等容绝热系统，△U=0△U=△cUB+△cU（引烧丝）+△U（量热计）mBQv,B+lQl+K△T=0通过测已知标准摩尔燃烧焓的苯甲酸来测定K，再通过雷诺温度校正图校正得到△T算出，△cUB代入②得△cHm(B,T)苯甲酸的反应式：C7H6O2+15/2O2=7CO2+3H2OVb=-1/2萘的反应式：C10H8+12O2=10CO2+4H2OVb=-2三、实验仪器、试剂仪器：氧弹量热计、压片机、万用表、贝克曼温度计、温度计（100℃）、点火丝、容量瓶（1000ml）、氧气钢瓶及减压阀试剂：萘（A.R）、苯甲酸（A.R）四、实验步骤1、热容量K的测定①截15cm左右的引燃丝，中间部绕成环状。②称0.8~1.0g苯甲酸，压成片状，去掉粉状物，再在天平上准确称量。③将弹内洗净，擦干。引燃丝固定在氧弹内两电极柱上，药片置于不绣坩埚，引燃丝接触药片表面，氧弹盖拧紧。④打开氧气阀，调节减压阀，压力达1~2Mpa，氧弹置于充氧器底座上、进气口对准充氧器的出气口，按充氧器手柄充氧至压力1.0Mpa，用放气阀将氧弹中的氧气放出，再次充氧至1.0Mpa，浸入中检查是否漏气。⑤量取3000ml自来水于内桶将数学贝克曼温度计传感器直接插入热量计盖上的孔中，点火插头插在氧弹电极上，按下搅拌器。⑥5~10min后，T变化恒定，开始初期温度读数，隔30s读一次，第10次，点火至两次温度差值小于0.001℃。⑦停止搅拌，取温度传感器，拔引引火线，取氧弹，放氧气，观察氧弹是否积炭，有则说明失败。无则取未烧完的引火线，测其长度。⑧洗净，擦干氧弹内壁，内桶蒸馏水倒入储水桶，T与室温相等再做下一实验。2、萘的恒容Qv测定称0.6g萘，实验同上。五、数据记录与处理室温（前）：17.1℃大气压（前）：101.60Kpa(后)：17.5℃(后)：101.76Kpa质量m（g）引燃丝的初始长度（cm）引燃丝剩余长度(cm)引燃丝燃烧掉的长度△l水夹中的水浴温度（℃）苯甲酸0.88415.06.09.014.185萘0.69915.00.714.313.612苯甲酸（A）的雷诺温度校正图萘（B）的雷诺温度校正图按作图法苯甲酸燃烧所引起的温度的变化值，计算量热计的热容量。解：根据题意可得：mA=0.884gMA=122g/moll=9.0cm=0.09mQl=-6.699J/cm=-0.6699KJ/m△T=15.741℃△cHm(苯甲酸，s，298.15K)=-3226.7KJ/molT=14.185+273.15=287.335K又QV,B=△cHm△cHm=△cUm+△nRTQV,B=（-3226.7-0.884/122*8.3145*287.335*10-3）/122KJ/mol=-26.45KJ/mol由方程：mbQV,B+lQl+K△T=00.884*(-26.45)*103+0.09*(-0.6699)*103+K*1.495=0得：K=15.68*103按作图法萘燃烧所引起的温度的变化值，计算萘的恒容燃烧热。解：根据萘的雷诺温度校正图得：△T=（15.976-13.775）K=2.20K已知mB=0.699gl=14.3cm=0.143mK=15.68*103Ql=-6.699J/cm=-0.6699KJ/m根据mBQV,B+lQl+K△T=00.699*QV,B-0.143*0.6699+15.68*103*2.20=0得QV,B=-49.53*103J/g=-6339.8*103J/mol=-6339.8KJ/mol计算萘的恒压燃烧热解：已知mB=0.699gMB=128g/mol△T=2.20K根据Qp=Qv+△nRT得Qp=-6339.8+0.699/128*8,3145*2.20*10-3KJ/mol=-6339.8KJ/mol由数据手册查出萘的标准摩尔燃烧焓△cHm，计算本次实验的误差。解：查表可得萘的标准摩尔燃烧焓△cHm=-5153.9KJ/mol△cHm=QpW=（6339.8-5153.9）/5153.9*100%=23.01%六、结果与讨论本次实验的数据与真实数据之间存在的误差可能原因有：引燃丝在缠绕时，缠绕的不好，与药片的