实验二燃烧热焓的测定

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1、实验二燃烧热（焓）的测定一实验目的1.掌握弹式量热计测定萘的燃烧热；2.了解弹式量热计的原理和构造，掌握它的使用方法；3.学习用雷诺图解法校正温度改变值。二实验原理物质的燃烧热是指1mol物质在恒温下完全燃烧时的热效应。在恒容条件下所测得的燃烧热称为恒容燃烧热（QV）。若把参加反应的气体视为理想气体，则恒容燃烧热（QV）与恒压热效应（QP）的关系为：QP=QV+RT∑νB（2－1）B测量热效应的仪器称为热量计（卡计）。热量计的种类很多，本实验是使用恒温微机量热计来测定萘（C10H8）的燃烧热（量热计的使用说明详见本实验的附录），所测得的燃烧热是恒容燃烧热（QV）。测量的基本原理是

2、能量守恒定律。一定量的待测样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使热量计的温度升高，通过测定燃烧前后此温度的变化值，可以求算该样品的燃烧热QV。其计算式如下：m⋅Q=K⋅∆T−Q⋅m（2－2）V点火丝点火丝式中m－待测物质的质量（g）；m－点火丝的质量（g）；点火丝-1Q－待测物质的燃烧热（J·g）；V-1Q－点火丝的燃烧热。本实验使用的是镍铬丝，其Q＝3240J·g；点火丝点火丝∆T－样品燃烧前后热量计温度的变化值；K－热量计常数，它是热量计（包括其中的水）升高一度时所吸收的热量。通常用已知燃烧热的物质标定热量计常数。一般采用高纯度的苯甲酸作为标准物质，恒容-1燃烧热Q＝264

3、60J·g。V当已知热量计常数K之后，即可利用上式通过实验测定其它物质的燃烧热。燃烧过程中温度随时间变化的曲线可以在微机中显示出来，如图2-1中的曲线abcd所示。其中ab段表示实验前期，b点相当于开始燃烧之点；bc段相当于反应期；cd段则为后期。由于热量计与周围环境有热量交换，热漏的现象还是无法完全避免的，所以曲线ab和cd常常发生倾斜，在量热实验中所测量的温度变化值∆T实际上是必须经过雷诺作图法加以校正。其校正的方法如下：取b点所对应的温度T1，取c点所对应的温度T2，其平均温度（T1＋T2）/2为T，经过T点作横坐标的平行线TO与曲线abcd相交于O点，然后通过O点作垂线A

4、B，垂线与ab线和cd线的延长线分别相交于E、F两点，则E、F两点所表示的温差即为所求的温度变化值∆T。图中EE’表示由于环境辐射进来的热量所造成的温度升高，这部分是应当扣除的；而FF’表示热量计向环境辐射出热量所造成的温度降低，这部分是应当加入的。经过上述温度的校正所得的温度差EF表示了由于样品燃烧使热量计温度升高的数值。如果燃烧前热量计的水温稍低或热量计绝热性能较好，则反应后期的温度并不降，在这种情况下的∆T仍然按着上述方法进行校正（如图2-2所示）。图2-1绝热较差时温度校正图图2-2绝热较好时温度校正图三实验仪器和试剂恒温式微机热量计1台压片机1台微机1台万用电表1个打印

5、机1台量筒（1000ml）1个充氧机1台点火丝（AR）氧气瓶及减压阀1个苯甲酸（AR）四实验步骤1.（用标准苯甲酸）标定热量计的热量计常数K（1）截取8～10cm的点火丝，准确称量（精确到0.0002g）；（2）准确称量（精确到0.0002g）已经预先压成片状的干燥的苯甲酸样品（不超过1g）放入燃烧皿中，然后把燃烧皿放在氧弹金属弯杆的环上，并装好点火丝。点火丝应触及样品的表面，但切不可触及坩埚。旋紧氧弹盖，用万用表检查两电极是否通路，若通路则旋紧氧弹盖，将氧弹放到充氧器下，对准充气孔，拉下扳手充氧，压力表指示数为3MPa，5秒钟后松开扳手，充氧完毕。再用万用表检查两电极是否通路，

6、若通路则进行下一步实验，否则需要放气检查。（3）将盛水桶（内筒）从热量计中取出，擦净水。用容量瓶量取3000ml蒸馏水，倒入盛水桶内。将盛水桶放入外筒的绝热支架上，注意放置要稳固。将氧弹放在内筒的固定坐上，然后接上点火电极插头，盖上筒盖（点火线应压在盖边缘的线槽内），将探头（热电偶）插入内筒插孔。开动搅拌开关。将“基点温度选择℃”键按在相应的档上（一般使数值显示在0～3.5范围内），显示数值加上基点温度档所指示的数值就是实际温度值。（4）开启计算机，双击桌面上的“热量计”文件，再单击“控制台”，单击“一号机”，然后打开打印机电源开关。单击“方式选择”中的“标定”，再单击“输入”。

7、单击“输入重量”，用键盘输入苯甲酸的质量，然后再输入“苯甲酸热值”、“附加热输入”和“修改基点温度”各项，单击“退出”。最后，单击“开始”则测量开始。此后温度随时间的变化曲线自动显示在屏幕上，当曲线画完后，打印机便打印出热量计常数的数值。（5）当热量计常数K测定结束后，停止搅拌。将热电偶从内筒插孔移到外筒插孔，再打开筒盖，取出氧弹，擦净水，用放气阀放出燃烧废气，旋开氧弹盖，检查样品燃烧的情况。若氧弹中没有未燃尽的剩余物，表明燃烧完全；反之，实验失败，需要重新实验。2.萘的燃烧热的