燃烧热的测定.pdf

TCCWQlQMWlv）计水水样(燃烧热的测定一、目的要求 1 、用数字式氧弹热量计测定样品的燃烧热 2 、明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别 3 、了解热量计中主要部分的作用，掌握数字式氧弹热量计的实验技术二、实验原理根据热化学的定义， 1mol 物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。量热法是热力学的一个基本实验方法。在恒温或恒压条件下，可以分别测得亨容燃烧热Qv和恒压热容 QP。由热力学第一定律可知， Qv等于体系内能 U变化；等于其焓变H。若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系：H= U+(PV) -(1) QP = QV + nRT -(2) 氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。样品完全燃烧所释放的能量使得氧弹本身及其周围的介质和有关附件的温度升高。测量介质在燃烧前后温度的变化值，就可以求算该样品的恒容燃烧热。关系式如下：式中， W样和 M分别为样品的质量和摩尔质量；QV为样品的恒容燃烧热；l 和 Ql 是引燃用铁丝的长度和单位长度燃烧热， W 水和 C水是以水为测量介质时，水的质量和比热容； C计称为热量计的水当量，即除水之外，热量计升高1所需要的热量。 T 为样品燃烧前后水温的变化值。实际上，热量计于周围环境的热交换无法完全避免，它对温差测量值的影响可用雷诺温度校正图校正。三、仪器与试剂HR 15 型氧弹卡计ZDW-1A 精密数字温差测量仪电脑点火丝、剪刀、直尺、镊子、烧杯、大容量瓶氧气钢瓶、氧气减压阀、立式自动充氧器正丁醇四、实验步骤(1) 仪器准备：开启 ZDW-1A 精密数字温差测量仪的电源开关， 温度探头放入热量计外桶内。开启计算机电源， 进入 Windows操作系统。 大烧杯中盛约 800ml 自来水，并放入3 块冰块。(2) 样品准备：剪取 10cm长的点火丝，将其两端放入氧弹弹盖上的点火电极的槽缝内，滑下电极上方的套圈，将点火丝固定。将燃烧皿放在电子天平的托盘上，关闭天平门， 待天平读数稳定后， 按下“ON ”键，天平读数复零。小心地往燃烧皿中滴入约0.7 克样品，关闭天平门，精确读取样品重量，记录。将装有样品的燃烧皿放入点火电极的铁圈内。用镊子整理点火丝的形状，使点火丝的中间部分浸入样品中。将弹盖放在弹体上，旋紧。在教师的指导下，向氧弹内充入 1.2 Mpa 的氧气约 1 分钟。小心地将氧弹放入热量计的内桶内。将先前预备的冷水注入2000ml容量瓶中，再加自来水至刻度。另一 1000ml容量瓶，也加自来水至刻度。将此3000ml 自来水注入热量计的内桶。插上点火电源的插头。盖上热量计的胶木盖。 按下 HR 15 热量计通用电控箱的电源开关，指示灯亮，按下“搅拌”按钮，开始搅拌。(3) 测量：点击电脑“开始”“程序”“热量计”，进入热量计主菜单。选择“发热量测定”，点击“确定”，进入发热量测定菜单。输入样品的重量（质量）。其余各个选项应该为： 样品名：Text21；分子量：74；点火热：150J；仪器热容：14600 J/ ，若无变化，不用修改。阅读菜单右边的说明后再点击“确定”，进入测定窗口。接下来，遵照电脑的提示操作。在测量了“末期”的6 个数据后，电脑会弹出提示， 此时，取出温度探头并记录 “热容值”、 “燃烧热 J/g ”、 “燃烧热 J/mol ”、 “冷却校正值” 、 “温差校正” 等实验数据。 点击“数据存盘” ，输入文件名，文件名为实验者姓名的汉语拼音。点击“退出”。(4) 整理工作：关闭搅拌，打开热量计胶木盖，拔下点火电源插头，取出氧弹，排去废气，检查燃烧是否完全。将热量计内桶的水倒去并放回原处。五、数据记录及其处理初期15.111 15.111 15.111 15.111 15.112 15.112 主期15.153 15.595 15.910 16.109 16.225 16.309 16.367 16.408 16.442 16.463 16.482 16.495 16.505 16.514 16.518 16522 16.526 16.528 16.531 16.531 16.532 16.533 16.534 16.534 末期16.534 16.534 16.534 16.534 16.533 16.533 热容值燃烧热J/g 燃烧热J/mol 冷却校正值温差+校正14600 28888.16 2137723.8 0.0042 1.4252 结果分析：C4H9OH(l)+6.5O2(g)=5H2O(l)+4CO2(g) 实验测得正丁醇的燃烧热为：2137723.8J/mol 查阅正丁醇的燃烧热理论值为2675.8kJ/mol 实验误差：（2675.8-2137.7 ）/2675.8*100%=20.11% 1515.115.215.315.415.515.615.715.815.91616.116.216.316.416.516.616.704590 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585t/sT/T/六、思考与讨论（1） 燃烧热测定的实验，要保证测量的准确，需要注意什么? 答：要保证测量的准确，需要注意：样品点燃及完全燃烧；氧弹中有足够的氧气供其燃烧。（2） 如何用蔗糖的燃烧热数据求其标准生成热。答：根据fHm=rH(反应物)-rH(生成物)公式可以求出蔗糖在此温度下的燃烧热；然后再用公式fH2=FH1+Cp(T2-T1)求出蔗糖的标准生成热。（3） 在量热学测定中，还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法？答：在量热学测定中，热量计与周围环境的热交换无法避免，因此在体系与周围环境可能有热交换的情况下都可能需要用到雷偌温度校正方法。尽 管 人 智 慧 有 其 局 限 ， 爱 智 慧 却 并 不 因 此 就 属 于 徒 劳 。 智 慧 果 实 似 乎 是 否 定 性 ： 理 论 上 “ 我 知 道 我 一 无 所 知 ” ； 实 践 上 “ 我需 要 我 一 无 所 需 ” 。 然 而 ， 达 到 了 这 个 境 界 ， 在 谦 虚 和 淡 泊 哲 人 胸 中 ， 智 慧 痛 苦 和 快 乐 业 已 消 融 为 了 一 种 和 谐 宁 静 了