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1、燃烧焓的测定作者: 日期：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3实验名称实验一燃烧焓的测定一、实验目的1、用氧弹量热计测定萘的摩尔燃烧焓。2、了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹量热机的实验技术。二、实验原理本实验采用氧弹式量热机测定萘的燃烧焓，测量的基本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身及氧弹周围介质的温度升高。通过测定燃烧前后量热计(包括氧弹周围介质)温度的变化值，就可以求出该样品的燃烧热。实验测得的是恒容反应热Qv,通过Qp = Qv + n R T即可计算得到萘的摩尔燃烧焓Ac H mo整个量热计可看做一个等容绝热
2、系统,其热力学能变AU为零。AU可表示为：AU= AcU b+ AcU 弓I燃丝 + AU 量热计 =0已知 mB,Q v, b , AT，则上式为:mB Q v,b + IQi+K AT = 0实验测得热容量K后，根据上式计算Qv, B,进而换算为样品的摩尔热力学能变Ac U m(B,T),再算出样品的摩尔燃烧焓cHm ( B,T)o本实验用已知标准摩尔燃烧焓的苯甲酸AcH ?m(苯甲酸，s,298.15K)= -3 2 2 6 .71 k J/m ol来测定量热计的热容量K , Ql= -6.6 99J -cm -1o重复实验，测定萘的摩尔燃烧焓。由于量热计无法做到完全绝热，因此燃烧前后温
3、度差的测量值须经雷诺温度校正图校正。三、实验仪器、试剂仪器：氧弹量热计一台，压片机一台，万用表一只，贝克曼温度计一支，温度计（0 C100C）支，点火丝，容量瓶（100 0 ml） 只，氧气钢瓶及减压阀一只试剂：萘（A. R ），苯甲酸（A . R）实验装置：四、实验步骤1、热量容K的测定准确截取15cm的引燃丝，将引燃丝中部绕成环状。称取苯甲酸0. 776 3 g，在压片机上压成片状。将样品在桌面上敲击23次，再在分析天平上准确称量。拧开氧弹盖放在专用支架上，将弹内洗净，擦干。分别将引燃丝两端固定在氧弹内两电极柱上，药片置于不锈钢坩埚中，使引燃丝接触药片表面，盖上氧弹盖并拧紧。打开氧气瓶阀门
4、，调节减压阀，使压力达到12M Pa。将氧弹置于充氧器底座上，使进气口对准充氧器的出气口。充氧至充氧器压力表值约为1.0M P a,用放气阀将氧弹中的氧气放出，然后再次充氧约1M P a，浸入水中检查是否漏气，确认密封良好后进行下一步实验。将充有氧气的氧弹放入内桶底座上，检查搅拌叶片是否正常工作。量取低于室温的300 0m I自来水倒入内桶中，将贝克曼温度计的传感器竖直插入量热计盖上的孔中，其末端应处于氧弹高度的1/2处。插好点火插头，装好搅拌器，打开控制箱的电源开关，按下“搅拌”键。搅拌内桶水。仪表 开始显示内桶水温。约5min6min后，系统温度达到恒定时，开始初期温度读数，每隔30s读数
5、一次。当读第1 0次时，将开关旋至点火档，仍每隔30s读一次主期温度读数，直至两次温差小于0 .005 C时，再继续读温10次，读数精确到0.005 Co停止搅拌，取出温度计传感器，拔掉引火导线，取出氧弹并擦于其外壳，放掉氧气，打开氧弹盖，检查燃烧是否完全。若内有积碳，则说明此实验失败，需重做。若无积碳，则说明实验成功。取出为烧完的点火丝，测量其长度。洗净并擦干氧弹内外壁，将内桶蒸馏水倒入储水桶，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、萘的恒熔燃烧热值测定称取0 .6 9 4 5g左右的萘，实验步骤同上。五、数据记录与处理室温：12. 8C大气压力：101.5 4
6、 KPa苯甲酸的实验数据样品质量：0.62 6 g引燃丝初始长度：13.21cm剩余引燃丝长度：3. 7cm_时间t/ 3 0s温度T/C时间t/30 s温度T/C时间t/ 30s温度T/ C110.94 41711. 94 43312.116210.95 2181 1. 98 8341 2 . 1 1 631 0. 9581912.018351 2.117410.9 62201 2 .0423 612. 1 16510.9642 11 2 .0593712 . 1 1 7610.966221 2. 0 723 812.11771 0. 966231 2 .0823912. 1 17810.
7、96 82 41 2.0 904 012.1 15910 .9692 51 2 .0974 112. 1 1 51010. 9732612.10242111 0. 9732 712.1 06431 211.0782812.1094 41 31 1.3782 91 2. 11 1451 411.62 83012.11 34 61511 . 78 23112. 114161 1.8833212.11 6萘的实验数据样品质量：0.5 71g引燃丝初始长度：1 2.2 1 cm剩余引燃丝长度:3. 4 9c m时间t/ 30 s温度T/ C时间t/30s温度T /C时间t/3 0 s温度T/C11 1
8、.7431 51 2. 7 6 92 913.28 721 1.74 2161 2 . 8 693013 .287311.7431 713 .0403113 .28741 1.74 11813. 1063 213.287511 .7 4 11913.1 5 33 313. 28 8611.74 0201 3.1 9 03 41 3 .28771 1 .7 3 92 11 3.2173513. 2 8 681 1. 7 3 92 213.2 36361 3.286911. 7382 313.260371 3.2851 011.73 72 413.267381 3 .2841111.7 3 825
9、1 3.2753913. 2831 21 1.8 2 72613.280401 312.1 842 713.283411412.54 12813.28442苯甲酸燃烧前后所得的一系列水温和时间关系图1他由图可得 Ta = 10 .96CTc=12.1 2C/ T=1.16kTC7H6 O2(s)+7.5O 2(g) = 7 C O 2 ( g)+3 H 20(1)Q v= Q p- n R -T=(-3226700 ) -(-0.5)*8.3 1 4* 2 85 . 27= 322 5. 51k J /molQv,b= Qv/M=(-32 2 5 5 00 )/12 2 = 26.43 8 k
10、J/gVL =13. 21-3.7 0 = 9.51cm 且 m 苯甲酸=0 .6 2 6 gT Qi= 6.699 J cm-1-mB Qv , b+L Q 1 +K T = 0 K= -( mB Qv, b + L Qi) / AT= - :0.626* (-26438) +9. 5 1 *(-6.699)/1. 1 6=16.61kJ/K 萘燃烧前后所得的一系列水温和时间关系图由图可得T a = 11.7 1CT c=1 3 .2 9 C T=1.58K/ L= 1 2.2 1 -3.4 9 =8.72cm 且m萘=0. 5 7 1gt Qi =-6.6 9 9J cm，且 K = 16
11、.61 k J/ Kb Qv,b + L Ql + KT= 0- Qv , B= - ( L Ql + K AT) / mB= - 8.72*( 6. 6 9 9)+16610*1. 5 8: /0.571 = -4 5. 8 6 kJ/g - Qv= Qv,b*M= -4 5 .86* 1 2 8= -5 8 7 0. 1kJ/mo 1tC10H8(s)+12O2( g )=10 C 02 (g)+ 4H2O (l),.二/ = -5870080+8. 3 14*2 8 6.4 4*(-2)=5 8 65.3K J /m ol萘的标准摩尔燃烧焓AcHm= -5 1 53 .9KJ/m o 1，实验的相对误差为：|- 5 86 5 .3- ( -5 1 5 3. 9)/( 51 5 3.9)* 1 0 0% | =1 3 .8%六、结果与讨论1、实验操作基本正确，实验误差为1 3.8%，说明此次试验有一定的误差的，造成误差的原因有：a试剂如果不纯，就会影响实验结果的测定b在校正雷诺温度时，看图读数会有误差c引燃丝不是直的，导致测量长度时读数会有所偏差2、用氧弹量热计测定燃烧焓时，要尽可能在接近绝热的条件下进行，但我们的实验中不可能完 全接近绝热。