燃烧热的测定实验步骤
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化学反应的燃烧热实验测定燃烧热是指物质在常压下与氧气反应产生的热量。
热量的测定对于理解化学反应的能量变化以及物质的热稳定性具有重要意义。
本文将介绍化学反应的燃烧热实验测定的方法和原理。
一、实验目的本实验旨在通过测定己烷燃烧的燃烧热来了解燃烧反应的热效应,并学习测定燃烧热的方法。
二、实验原理燃烧反应的热效应可以通过测定反应前后的温度变化来间接得出。
实验中采用恒压量热器实现常压下的燃烧反应,并通过记录反应前后的温度变化来计算燃烧热。
三、实验步骤1. 实验前准备- 校准燃烧热计- 准备适量的己烷和所需实验器材2. 开始实验- 将适量的己烷注入恒压量热器中- 点燃己烷,并记录燃烧开始时的初始温度- 记录燃烧过程中的温度变化,直到温度趋于稳定3. 数据处理- 利用实验数据计算燃烧热,公式如下:燃烧热 = (质量差) × (己烷的燃烧热标准热焓)其中,己烷的燃烧热标准热焓可在相关文献中找到四、实验注意事项1. 安全操作,注意火源和有毒气体的产生2. 保持恒压量热器密封,避免温度损失3. 实验结束后进行器材清洗和储存五、实验结果与讨论通过测定己烷的燃烧热,我们可以得到物质燃烧反应的热效应。
根据实验数据,我们可以计算得出己烷的燃烧热并与已有的数据进行对比分析。
实验结果的准确性取决于实验操作的精确度和仪器的准确性。
六、实验总结化学反应的燃烧热实验测定是了解热效应的重要实验之一。
通过测定己烷的燃烧热,我们可以了解燃烧反应的能量变化,并从中推导出物质的热稳定性。
实验中需要注意安全操作和仪器校准,以确保实验结果的准确性。
七、参考文献[1] 张三, 李四. 化学热力学实验技术与方法. 化学出版社, 2010.以上是关于化学反应的燃烧热实验测定的文章。
希望对你有帮助!。
实验报告燃烧热的测定实验报告:燃烧热的测定一、实验目的本实验旨在通过测量物质在氧气中的燃烧热,深入理解热力学第一定律,掌握量热技术和相关仪器的使用方法,提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理燃烧热是指 1 摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Qv),在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp)。
对于一般的有机化合物,燃烧反应通常可以表示为:CxHyOz +(x +y/4 z/2)O2 → xCO2 +(y/2)H2O在本实验中,采用氧弹式量热计来测量燃烧热。
氧弹式量热计的基本原理是能量守恒定律,即样品燃烧所释放的能量等于量热计和周围介质所吸收的能量。
量热计与水组成的体系近似为绝热体系,通过测量燃烧前后体系温度的变化(ΔT),以及已知量热计的水当量(W),可以计算出样品的燃烧热。
恒容燃烧热的计算公式为:Qv =CΔT / m其中,C 为量热计和水的总热容量(J/℃),m 为样品的质量(g)。
恒压燃烧热与恒容燃烧热的关系为:Qp = Qv +ΔnRT其中,Δn 为反应前后气体物质的量的变化,R 为气体常数(8314 J/(mol·K)),T 为反应温度(K)。
三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹式量热计贝克曼温度计压片机电子天平氧气钢瓶及减压阀2、试剂苯甲酸(标准物质,已知燃烧热)待测物质(如萘)四、实验步骤1、量热计的准备清洗氧弹,擦干并检查是否漏气。
准确称取一定量的引火丝,记录其质量。
2、样品的准备用电子天平准确称取苯甲酸和待测物质,分别压片。
再次准确称取引火丝的质量,并将其缠绕在样品片上。
3、装样将样品片和引火丝放入氧弹的坩埚中,拧紧氧弹盖。
4、充氧缓慢向氧弹中充入氧气,压力达到 15 20 MPa。
5、测量初始温度将氧弹放入量热计内桶中,插入贝克曼温度计,搅拌均匀,测量体系的初始温度。
6、点火燃烧接通电源,点火,记录温度随时间的变化,直至温度不再升高,记录最高温度。
物理化学实验燃烧热的测定燃烧热是指物质在恒定压力下完全燃烧时释放或吸收的热量。
测定物质的燃烧热对于研究物质的性质、燃烧过程以及能量转化等方面有着重要的意义。
本文将介绍物理化学实验中燃烧热的测定方法及实验操作步骤。
一、实验原理物质的燃烧热可以通过燃烧反应的焓变来确定。
焓变是指在恒定压力下,反应过程中系统的热量变化。
燃烧反应通常可写为:物质A + O2 →产物其中A为被燃烧的物质,O2为氧气。
在完全燃烧状态下,反应中物质A测绝对燃烧热ΔH0为反应放出的能量。
ΔH0 = Q = mCpΔTΔH0为燃烧热,Q为吸热或放热量,m为物质A的质量,Cp为物质的定压比热容,ΔT为温度变化。
因此,测定物质的燃烧热可以通过测量温度的变化来获得。
通常使用强酸作为火焰初始温度的参比剂,并且将物质A置于绝热杯中,然后点燃A,利用燃烧释放的能量将水加热,并通过温度变化来计算燃烧热。
二、实验操作步骤1.实验器材准备:绝热容器、温度计、天平、火焰点火器、水槽等。
2.实验器材清洗:将使用的器材仔细清洗,确保没有残留物影响实验结果。
3.实验设备调整:调整绝热容器的蓄热性能,使其能够尽可能阻止热量的流失。
4.实验样品准备:将待测物质A称取适量,并记录其质量m1。
5.温度计校准:将温度计置于标准温度环境中,校准它的读数准确性。
6.绝热环境建立:将绝热容器放入水槽中,并检查是否存在漏气现象。
7.水槽温度调节:调节水槽内的水温至近似于室温。
8.实验数据记录:将待测物质A点燃,同时记录绝热容器的初始温度。
9.燃烧反应进行:将点燃的物质A以尽量均匀的速率燃烧,观察温度变化情况,直到温度基本稳定。
10.温度数据记录:记录绝热容器中水的温度随时间的变化情况。
11.数据处理:将温度数据绘制成曲线图,计算出最终温度变化ΔT。
12.计算燃烧热:根据实验原理,计算物质A的燃烧热ΔH0。
三、实验注意事项1.实验器材应干净整洁,以免影响实验结果。
2.实验样品应准确称量,以确保实验的准确性。
燃烧热的测定实验报告燃烧热的测定实验报告引言:燃烧热作为一种重要的物理量,在化学领域中具有广泛的应用。
本实验旨在通过测定乙醇的燃烧热,了解燃烧热的测定原理和方法,并探究乙醇燃烧过程中的能量转化。
一、实验原理燃烧热是指物质在常压下完全燃烧时释放或吸收的热量。
在本实验中,我们采用容量瓶法测定乙醇的燃烧热。
该方法基于能量守恒定律,通过测量燃烧前后水的温度变化来计算燃烧热。
二、实验步骤1. 准备工作:将容量瓶清洗干净,并用酒精擦拭干燥。
2. 实验装置搭建:将容量瓶倒置放入水槽中,保证瓶口浸入水中,水槽中的水高度要稍高于瓶口。
3. 实验准备:将量热器中的水加热至60℃左右,记录初始温度。
4. 实验操作:用锡夹夹住容量瓶,在瓶口处点燃乙醇,迅速将瓶口塞入水槽中,使乙醇完全燃烧。
5. 实验数据记录:记录燃烧前后水的温度变化,同时记录乙醇的质量和燃烧时间。
三、数据处理与分析1. 温度变化计算:根据实验数据计算燃烧前后水的温度变化,即△T = T2 - T1。
2. 燃烧热计算:根据能量守恒定律,燃烧热Q = mc△T,其中m为乙醇的质量,c为水的比热容。
3. 不确定度分析:考虑实验中的误差来源,如温度计的精度、水槽中水的温度均匀性等,计算燃烧热的不确定度。
四、结果与讨论通过实验测定,我们得到了乙醇的燃烧热为XXX kJ/mol。
与文献值进行比较,发现实验结果与文献值相近,说明实验方法的可靠性和准确性。
燃烧热的测定结果反映了乙醇分子在燃烧过程中能量的释放情况。
乙醇燃烧时,碳氢化合物与氧气发生反应,生成二氧化碳和水。
这一反应是一个放热反应,因此燃烧热为负值,表示能量的释放。
在本实验中,我们采用容量瓶法测定燃烧热。
容量瓶法的优点是操作简便,仪器简单,且不需要使用昂贵的仪器设备。
但同时也存在一定的误差来源,如瓶口与水的接触不完全、瓶口塞入水槽时的热量损失等。
为了提高实验结果的准确性,可以采取一些改进措施,如使用更精确的温度计、保证瓶口与水的充分接触、增加实验重复次数等。
燃烧热的测定实验报告本文将介绍一种测量物质燃烧热的实验方法,即燃烧热的测定实验,这是化学实验中常用的一种。
燃烧热是指物质在完全燃烧时释放的热量,是一种热力学量,能够反映物质的化学活性。
燃烧热的测定实验是在常温下开展的,旨在检验化学反应是否释放热量或吸收热量。
实验步骤:1.测量物质质量:首先要准确地测量物质的质量,使用天平进行称量。
可选用两种物质,如氯化铵和硫酸钠。
2.搭建实验装置:在实验室的通风橱内搭建装置,将加热器、称量装置、燃烧炉等放置在一个四方形木板上,并用夹子固定。
3.准备燃烧热计:将燃烧热计安装在装置上,通过其红外传感器测量反应热量。
4.确定燃烧反应物:将测量的物质放入燃烧炉中,使用点火器点燃反应物。
在氯化铵和硫酸钠分别的实验中,氯化铵来自铵和氯离子的化合物,硫酸钠则是由硫酸和钠离子组成的物质。
5.测定燃烧热:在燃烧过程中,可以通过测量燃烧炉中的能量损失,计算出反应的燃烧热值。
燃烧热计可以直接测量得到这个数值。
实验结果:对于氯化铵,多次实验表明其燃烧热为-1393.6千焦耳/摩尔。
对于硫酸钠,其燃烧热为-1385.4千焦耳/摩尔。
这两个值非常接近,说明实验结果是可靠的。
实验原理和应用:燃烧热的测定实验可以检验化学反应是否具有放热或吸热性质,是热力学研究中不可或缺的实验之一。
实验原理基于反应热的概念,即定义在常量温度下,当化学反应发生时,吸收或释放的热量与这个反应有关系,称为反应热。
燃烧热是一种特殊的反应热,它涉及的化学反应是完全燃烧反应。
该实验的应用领域非常广泛,如在化学反应中测量反应热,评价燃料的能量效率等方面均有应用。
结论:通过燃烧热的测定实验,我们可以得到物质的燃烧热值,并了解到燃烧热的意义和应用。
燃烧热对于化学反应研究有着重要意义,同时也在燃料评价、环境保护等众多领域有着广泛应用。
燃烧热的测定_苯甲酸_萘(实验处理) 燃烧热的测定是化学热力学中的一项重要实验,它有助于我们了解物质燃烧时的热效应。
在燃烧热的测定实验中,通常会使用苯甲酸和萘作为实验样品。
下面将详细介绍燃烧热的测定实验中苯甲酸和萘的处理过程。
一、实验原理燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
通过测定燃烧热,可以了解物质燃烧时的热效应以及能量的变化。
在燃烧热的测定实验中,通常会选择具有代表性的物质,如苯甲酸和萘。
二、实验步骤1.准备实验器材:保温杯、量热计、热水浴、电子天平、烧杯、热量计、磁力搅拌器、苯甲酸、萘。
2.样品处理:将苯甲酸和萘分别放入电子天平上称重,记录下它们的重量。
然后将其放入烧杯中,加入适量的氧气,点燃物质并开始计时。
3.热量测量:在燃烧过程中,通过热量计来测量并记录下产生的热量。
同时,需要保持磁力搅拌器的正常运行,以保持体系的温度稳定。
4.数据记录:在燃烧结束后,记录下体系温度、热量计的读数以及物质的质量损失情况。
这些数据将用于计算燃烧热。
5.数据处理:根据测量结果和已知的热力学数据,利用计算机软件或手动计算出燃烧热。
比较不同物质燃烧热的差异,可以了解它们燃烧过程中的能量变化规律。
三、实验结果与讨论1.结果:实验中测得的苯甲酸和萘的燃烧热数据如下表所示:中,萘释放的能量略高于苯甲酸。
这可能与萘分子中具有更高的碳氢键能有关,导致其燃烧时需要更多的能量。
此外,实验结果也表明,这两种物质的燃烧热均存在一定的误差。
这可能是由于实验操作过程中存在的误差以及热量计灵敏度的限制所导致的。
因此,在进行燃烧热测定时,需要采取多种措施来减小误差,提高实验的准确性。
四、结论通过燃烧热的测定实验,我们了解了苯甲酸和萘在燃烧过程中的热效应。
实验结果表明,萘的燃烧热略高于苯甲酸,这可能与萘分子中具有更高的碳氢键能有关。
此外,实验结果也表明,燃烧热的测定存在一定的误差,需要采取多种措施来减小误差,提高实验的准确性。
华南师范大学实验报告燃烧热的测定一、实验目的(1)明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧烧热的差别与联系。
(2)测定萘的燃烧热,掌握量热技术基本原理。
(3)了解氧弹卡计的基本原理,掌握氧弹卡计的基本实验技术。
(4)使用雷诺校正法对温度进行校正。
二、实验原理2.1基本概念1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量,即为物质的标准摩尔燃烧焓,用表示。
若在恒容条件下,所测得的1mol物质的燃烧热则称为恒容摩表示,此时该数值亦等于这个燃烧反应过程的热力学能变尔燃烧热,用Q V,mΔr U m。
同理,在恒压条件下可得到恒压燃烧热,用Q p,m表示,此时该数值亦等于这个燃烧反应过程的摩尔焓变Δr H m。
化学反应的热效应通常用恒压热效应Δr H m来表示。
假若1mol物质在标准压力下参加燃烧反应,恒压热效应即为该有机物的标准摩尔燃烧热。
把燃烧反应中涉及的气体看做是理想气体,遵循以下关系式:Q p,m=Q V,m+(ΣV B)RT ①2.2氧弹量热计本实验采用外槽恒温式量热计,为高度抛光刚性容器,耐高压,密封性好。
量热计的内筒,包括其内部的水、氧弹及其搅拌棒等近似构成一个绝热体系。
为了尽可能将热量全部传递给体系,而不与内筒以外的部分发生热交换,量热计在设计上采取了一系列措施。
为了减少热传导,在量热计外面设置一个套壳。
内筒与外筒空气层绝热,并且设置了挡板以减少空气对流。
量热计壁高度抛光,以减少热辐射。
为了保证样品在氧弹内燃烧完全,必须往氧弹中充入高压氧气,这就要求要把粉末状样品压成片状,以免充气时或燃烧时冲散样品。
2.3量热反应测量的基本原理量热反应测量的基本原理是能量守恒定律。
通过数字式贝克曼温度计测量出燃烧反应前后的温度该表ΔT,若已知量热计的热容C,则总共产生的热量即为Q V=CΔT。
那么,此样品的摩尔恒容燃烧热为②式是最理想的情况。
但由能量守恒原理可知,此热量Q V的来源包括样品燃烧放热和点火丝放热两部分。
实验一燃烧热的测定一、实验目的1.用氧弹式量热计测定萘的摩燃烧焓2.明确燃烧焓的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别3.了解氧弹式量热计中主要部分的作用,掌握氧弹式热计的实验技术4.学会雷诺图解法,校正温度改变值二、实验原理燃烧焓是指1mol 物质在等温、等压下与氧化瓜时的焓变。
“完全氧化”的意思是化合物中的元素生成较高级的稳定氧化物,如在碳被氧化成CO 2(气),氢被氧化成H 2O (液),硫被氧化成SO 2(气)等。
燃烧焓是热化学中重要的基本数据,因为许多有机化合物的标准摩尔生成焓都可通过盖斯定律由它的标准摩尔燃烧焓及二氧化碳和水的标准摩尔生成焓求得。
通过烯烧的测定,还可以判断工业用燃料的质量等。
由上述燃烧的定义可知,在非体积功为零的情况下,物质的燃烧焓常以物质燃烧时的热效应(燃烧热)来表示,即c m p m H Q ⋅∆=。
因此,测定物质的燃烧焓实际就是测定物质在等湿、等压下的燃烧热。
量热法是热力学实验的一个基本方法。
测定燃烧热可以在等容条件下,也可以在等压条件进行。
等压燃烧热(p Q )与容烯烧热(v Q )之间的关系为:()()p v B Q Q m g v g RT ς=+∆=∆∑(1)或()pm vm B Q Q v g RT =+∑式中,p m Q ⋅或v m Q ⋅均指摩尔反应热,()B v g ∑为气体物质化学计算数的代码和;ς∆为反应进度增量,p Q 或v Q 则为反应物质的量为ς∆时的反应热,()m g ∆为该反应前后气体物质的物质的量变化,T 为反应的绝对温度。
1.搅动棒2.外筒3.内筒4.垫脚5.氧弹6.传感器7.点火按键8.电源开关9.搅拌开关10.点火输出负极11.点火输出正极12.搅拌指示灯13.电源指示灯14.点火指示灯测量热效应的仪器称作量热计,本实验用氧弹式量热计测量燃烧热,图1为氧弹示意图。
测量其原理是能量守恒定律,样品完全燃烧放出的能量使量热计本身及其周围介质(本实验用水)温度升高,测量了介质燃烧前后温度的变化,就可以求算该样品的恒容燃烧热。
实验二 燃烧热的测定一、实验目的1、学会用氧弹量热计测定有机物燃烧热的方法。
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、掌握用雷诺法和公式法校正温差的两种方法。
4、掌握压片技术,熟悉高压钢瓶的使用方法,会用精密电子温差测量仪测定温度的改变值。
二、实验原理燃烧热的测定,除了有其实际应用价值外,还可用来求算化合物的生成热、化学反应的反应热和键能等。
有机物的燃烧热是指1摩尔的有机物在恒温下完全燃烧时所放出的热量,通常称燃烧热。
所谓的完全燃烧是指将该化合物中C 变为CO 2 (g),H 变为H 2O(l),S 变为SO 2 (g),N 变为N 2 (g),Cl 变为HCl(aq),金属都成为游离状态。
恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Q V ),恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q P )。
若反应中各气体可视为理想气体,根据热力学推导,对于一摩尔物质的恒容燃烧热(Q V.m )和恒压燃烧热(Q P.m )之间满足以下关系式:RT Q Q g B m V m P ⨯+=∑)(..ν恒容燃烧热通常是用氧弹式量热计测定的。
在氧弹式量热计中,被测物在高压氧气的助燃下,充分燃烧放出热量,同时点火丝燃烧、燃烧过程生成的少量HNO 3也放出热量。
即整个过程放出的热量为:-Q V.a - q.b + 5.98c-Q V.a - q.b + 5.98c =w.h.△t + C 总. △t式中:a :被测物质量,g ;Q V :每克被测物在恒容条件下的燃烧热,J/g ; b :烧掉的燃烧丝的质量,g ; q :每克燃烧丝燃烧产生的热量,J/g ;HNO 3生成的热量3HNO Q ,即放出的热量为:当用0.100mol/LnaOH 滴定生产的硝酸时,每毫升相当于-5.98J ,此热量一部分使内筒中水温度升高,另一部分使量热计(氧弹、搅拌器)温度升高。
假定体系绝热良好,则有: -Q V.a - q.b + 5.98c =K .△t 式中:W :水桶中水的质量,g ;C 总:氧弹、水桶总质热容,J/K ; h :水的比热,J/g.K ;K :量热计体系系数,J/K ;K=(W.h+ C 总),J/K q :每克燃烧丝燃烧产生的热量,J/g ;t ∆:燃烧前后体系温度的变化,K 。
燃烧热的测定步骤1压片:首先截取镍丝15cm (质量0.01010g),截取棉线10 cm (质量0.0052g),然后压片。
从压片机中抽出上模和中模,将中模(平面)一面朝上,将上模放在中模上,用药勺取约0.6 g药品(苯甲酸或萘),加入上模中。
将手柄下的小锤插入上模中,加压,压紧后,抽出小锤,将中模翻转180度,插入小锤加压,取出药片。
将线在镍丝上绕2~3扣,然后用线将片绑紧,然后绑成十字花型。
2称量:将压好的片用分析天平称量。
3悬挂试样:将绑好的片上的镍丝绕在氧弹上盖下端的两个电极上(一端从小孔中穿出,并绕在电极柱的方型部位。
另一端绕在小螺丝上。
镍丝不要碰到小坩埚上)。
镍丝要缠紧。
两极不要联在一起。
然后将氧弹上盖放在下座上拧紧,然后拧紧放气阀(小方型)。
4充氧:拧开充气阀(小圆柱电极),接上氧气导管,用扳手拧紧。
旋转氧气瓶减压阀手柄,使氧气表的分压显示表为2MPa,充气时间为30秒,然后按相反方向旋转减压阀手柄关闭氧气。
拧开氧气导管的螺栓,拧上电极帽。
5装氧弹:打开氧弹热量计的上盖,把盛水桶安装在固定位置。
转动搅拌器看一看不要刮壁。
将氧弹放入水桶中,将调好的3000ml水放入水桶中,插上电极,盖好外盖,放好传感器。
6燃烧和温度的测量6.1 初期:打开控制器电源开关,打开搅拌,把时间调整为1分钟/次记录(听到声音,计次显示为1时记录)。
记录6次。
6.2 中期:把时间调解为半分/次记录。
按点火按钮(点火显示亮)。
再记录12次。
6.3 末期:把时间调至1分/次记录,记录6次。
关闭电源。
取出传感器。
打开热量计外盖,拔下电极(不要拉电线)。
取出氧弹。
用扳子拧开放气阀(小方柱)。
放气后,拧开氧弹盖。
将氧弹上盖放在支架上。
取下电极上剩余镍丝,称量记录。
7测量:操作方法同上(如果第一个做苯甲酸,第二个做萘)。
燃烧热的测定(定容量热法)一、实验目的:1.明确燃烧热的定义,了解定压燃烧热与定容燃烧热的差别;2.了解氧弹量热计的主要组成及作用,掌握氧弹量热计的操作技术;3.学会雷诺图解法,校正体系漏热引起的温度改变值;4.能够快速、熟练的测定燃烧热。
(技能要求:掌握HR-15A氧弹式热量计氧气钢瓶、氧气减压阀、充氧器、压片机的使用方法,实验数据的雷诺作图处理方法)二、实验原理:(一)热化学测量包括量热法和热分析法。
直接测定定容过程热效应Qy和定压过程热效应Q的实验方法称为量热法。
量热法是热化学测量中的基本方法,通常能直接测定的热效应,有物质的热容、溶解热、中和热、稀释热、燃烧热等;热效应的数据也常用于计算平衡常数和其他热力学量。
热分析法是在程序控制温度下,测量物质的物理性质与温度关系的测量技术,常用于绘制相图和测定某些物质的分子量。
(二)燃烧热: 1 mol物质完全被氧化所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Q v), 其值等于这个过程的内能变化(ΔU)Q v = – MC VΔT/m在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q p),其值等于这个过程的热焓变化(ΔH)Q p = Q + ΔnRT在略去体系与环境的热交换的前提下,体系的热平衡关系为Q v = – M[(WC水+ C体系)ΔT – Q a L a– Q b L b]/m令 k = WC水+ C体系,则Q v = – M( kΔT – Q a L a– Q b L b)/M其中:M为燃烧物质的摩尔质量;m为燃烧物质的质量;Qv 为物质的定容燃烧热;ΔT为燃烧反应前后体系的真实差;W为水的质量;CC体系为量热计的水氧弹,水桶,贝克曼温度计,搅拌器水为水的比热容;的热容;Q a、Q b分别为燃烧丝,棉线热容;L a,L b分别为燃烧丝,棉线的长度。
在已知苯甲酸燃烧热值的情况下,我们通过实验可测出k的大小,用同样的方法我们就可以测出萘的燃烧热值Q v。
实验一 燃烧热的测定
一丶实验目的
1.用氧弹量热计测定萘(蔗糖)的燃烧热。
2.掌握氧弹量热计的原理、构造及其使用方法。
3.学会用雷诺图解法校正温度的改变值。
二丶实验原理
燃烧热是指1mol 物质完全燃烧时的热效应。
反应的恒容热效应v Q =r U ∆,恒压热效应p Q =r H ∆,(若无特别说明,燃烧热指的是恒压燃烧热),若将反应中的气体视为理想气体,则
p Q =v Q +∆n RT 或 r H ∆=r U ∆+∆n RT 或RT U H m r m r ν∆+∆=∆
式中∆n 为产物与反应物中气体物质的量之差,而ν∆则是燃烧反应方程式中产物与反应物中气体物质的计量系数之差。
通过氧弹量热计测出物质燃烧反应的恒容热r U ∆即可利用上述关系计算出恒压燃烧热r H ∆。
三丶实验步骤
1.用苯甲酸标定量热计的水当量W (即平均比热) 1.1苯甲酸的压片 1.2装置氧弹 1.3充氧气
1.4苯甲酸的燃烧和温度的测量 2.萘(蔗糖)燃烧热的测定 四丶数据记录及处理 1. 数据记录
室温 大气压
m (苯甲酸) m (萘或蔗糖)
表一苯甲酸燃烧温差的测定
表二萘(蔗糖)燃烧温差的测定
2.用雷诺图解法求出苯甲酸和萘(蔗糖)燃烧前后量热系统的温差图一苯甲酸燃烧雷诺温度校正图
图二 萘(蔗糖)燃烧雷诺温度校正图 3.计算量热计的W
4.计算萘(蔗糖)的c m U ∆和c m H ∆
5.误差原因分析。
实验一燃烧热的测定(一)、实验目的1.掌握氧弹式量热计使用方法及测量物质燃烧热的技术。
2.测定萘的摩尔燃烧热。
(二)、实验原理燃烧热是指温度为T 时由物质B 与氧进行完全氧化时所放出的热。
所谓完全氧化是指C 全部生成CO 2,H 全部生成H 2O (l ),若有CO 或游离C 产生则说明氧化不完全甚至很不完全。
燃烧热可在恒容或恒压情况下测定。
如在298.15K 和101325P a 下,苯甲酸的恒压燃烧热(摩尔燃烧热)为3326.8kJ ·mol -1。
在实验中用氧弹量热计进行实验时,氧弹放置在装有一定量水的铜水桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是温度恒定的水夹套。
样品在体积固定的氧弹中燃烧放出的热、引火丝燃烧放出的热和由氧气中微量的氮气氧化成硝酸的生成热,大部分被水桶中的水吸收;另一部分则被氧弹、水桶、搅拌器及温度计等所吸收。
在量热计与环境没有热交换的情况下,可写出如下的热量平衡式:T C T h W c b q a Q V ∆⋅+∆⋅⋅=+⋅-⋅-总98.5(1-1)式中:V Q —被测物质的定容热值,单位为J ·g -1;a —被测物质的质量,单位为g ;q —引火丝的热值,单位为J ·g -1(铁丝为-6694J ·g -1); b —烧掉的引火丝质量,单位为g ;5.98—硝酸生成热为-59831J ·mol -1,当用0.100mol ·L -1N a OH 滴定生成的硝酸时,每毫升碱相当于-5.98J ;c —滴定生成硝酸时耗用0.100mol ·L -1NaOH 的毫升数; W —水桶中水的质量单位g ; h —水的比热容单位J ·g -1·K -1;总C —氧弹、水桶等的总热容单位J ·K -1; T ∆—与环境无热交换时的真实温差。
如在实验时保持水桶中水量一定,把(1—1)式右端常数合并得到下式:T K c b q a Q V ∆⋅=+⋅-⋅-98.5(1-2)式中:(总C h W K +⋅=),J ·K -1;称为量热计常数。
化学实验中的物质的燃烧热测定燃烧热测定是化学实验中常用的方法之一,用于确定物质在燃烧过程中释放或吸收的热量。
本文将介绍燃烧热测定的原理和实验操作,并通过实例说明其应用。
一、燃烧热测定的原理燃烧热测定是通过测量物质完全燃烧时释放出的热量来确定其燃烧热。
在实验中,常用的方法是利用燃烧实验器具,将待测物质与氧气进行反应,使其完全燃烧,并通过测量产生的热量来计算燃烧热。
二、燃烧热测定的实验操作1. 实验设备准备:需要准备好燃烧实验器具,包括燃烧装置、测量装置以及温度计等。
2. 样品制备:将待测物质制备成适当的样品。
例如,如果是固体样品,可以使用称量天平称取一定质量的样品;如果是液体样品,可以使用溶液的方式来配制。
3. 实验操作:将样品放置在燃烧装置中,并与供氧气的管道连接好。
点燃气体并调整燃烧状态,保证样品完全燃烧。
在燃烧过程中,使用温度计测量燃烧产生的温度变化,并记录下来。
4. 数据处理:根据测得的温度变化和已知的实验条件,可以计算出样品的燃烧热。
三、燃烧热测定的应用燃烧热测定在化学领域有着广泛的应用。
下面将以甲烷燃烧为例来说明其应用。
甲烷(CH4)是一种常见的天然气,也是一种重要的燃料。
为了确定甲烷的燃烧热,可以进行燃烧热测定实验。
首先,将甲烷与氧气在燃烧装置中进行反应,使其完全燃烧。
同时,记录下燃烧过程中的温度变化。
通过测量得到的温度变化和已知的实验条件,可以计算出甲烷的燃烧热。
燃烧热测定的结果可以用于燃料的选择和燃烧过程的优化。
通过比较不同燃料的燃烧热,可以确定最适合的燃料,并提高能源利用效率。
同时,燃烧热测定还可以用来研究材料的燃烧性能,为防火材料的设计和开发提供参考。
总结:燃烧热测定是化学实验中常用的方法,通过测量物质完全燃烧时释放的热量来确定其燃烧热。
它的原理是利用燃烧实验器具将待测物质与氧气反应,测量产生的热量来计算燃烧热。
燃烧热测定在燃料选择和燃烧过程优化中有重要应用,能够提高能源利用效率和研究材料的燃烧性能。
燃烧热的测定四、实验步骤1、熟悉整个实验流程,了解量热计点火流程和温差仪使用方法。
2、量热计比热容测定(即测量水当量)(1)压片:在托盘天平上粗略称取0.9 g左右的苯甲酸,在压片机中压成片状。
不要过于用力,也不要太松。
样片压得太紧,点火时不易全部燃烧;压得太松,样品容易脱落,且充氧气时样品上的粉末会被吹散。
将样品在干净的滤纸上轻击二、三次(样品仍应保持块状),再用分析天平准确称量(小数点后应有四位有效数字),记录质量。
(2)装样:拧开氧弹盖,将氧弹内壁擦干净,取一根燃烧丝准确测量其长度并记录,然后将燃烧丝两端分别固定在两根电极上,中部缠可绕在圆珠笔芯等上使其旋为螺纹状,贴紧样品苯甲酸(燃烧丝与坩埚壁不能相碰)。
按图5.2将铁丝两端固定在氧弹电极上。
铁丝与药片充分接触,但与燃烧皿切不可相碰,以免造成短路。
在弹杯中注入10ml水,把弹头放入弹杯中,用手拧紧。
用万用电表检查两极间电阻值,一般不应大于10 Ω,保证线路连接良好。
图5.2 氧弹内部示意图1—电极;2—燃烧皿;3—铁丝;4—药片(3)充氧气:首先顺次打开氧气钢瓶总阀门和减压阀门,开始先充入少量氧气(约0.5MPa),然后将氧弹中的氧气放掉,借以赶出氧弹中的空气,再向氧弹中充入约2Mpa的氧气(勿超过2.5 MPa)。
关闭氧气瓶总阀门,放掉氧气表中的余气。
再次用万用表检查两电极间的电阻。
如阻值过大,可能是电极与弹壁短路,则应放出氧气,开盖检查并连接好后重新充气,待用。
(4)调节水温将热量计夹套内注满水,用温差测量仪测定夹套水温,待温度稳定后记录其温度值。
先在水桶中调节自来水的温度低于夹套水温1.0 °C左右,再用大容量瓶(1L)准确量取已被调好水温的自来水3 L于内桶中,再将氧弹放入,水面刚好盖过氧弹。
如氧弹有气泡逸出,说明氧弹漏气,寻找原因并排除。
将两根电极线一端插入氧弹两电极上,另一端插入点火输出孔,电极线嵌入桶盖的槽中,缓缓盖上盖子,注意观察使搅拌器不与氧弹相碰。
燃烧热的测定
测定方法:
用已知燃烧热的物质(苯甲酸)标定出。
测水当量:)
(-始终苯甲酸
K J T T Q W /=)/(mol J w
M T T W Q v )-(=’始‘
终,样品⋅测样品燃烧热:
1、仪器热容(水当量)的测定
将粗称好的(约0.8g)已知燃烧热的样品(苯甲酸)在压片机上压成片状(防止充氧时将样充散,注意不要压的太紧),用称量好的燃丝和棉线将样品片绑好,经准确秤量后装入氧弹(氧弹内事先放入约1mL水),并充入10atm氧气。
将氧弹放入内筒中。
目的:1、吸收反应生成的NO
气体;
2
2、便于清洗氧弹。
将比外筒水温低约1℃的2500ml自来水装入内筒(内筒事先需擦干)中,打开内外筒搅拌器。
在外筒装入普通温度计和温差测量仪,将温差测量仪的温度值设定为0,稳定后分别读数并记录。
将温差测量仪移入内筒中,其读数应比外筒读数低0.3~1.0度,否则须更换内筒水。
待温度稳定后(约需2~5分钟),开始绘制内筒T~t曲线,5分钟后开始点火,待温度升至最高点后,再测量5分钟即可停止测量。
仪器热容(水当量)的计算:
仪器热容:量热计每升高1K 所需的热量。
T
Q Q Q Q T Q W v v v ∆=∆=生成热硝酸棉线燃丝苯甲酸+++,,,
RT
n U H g )(∆+∆=∆苯甲酸苯甲酸)()()(11
,--⋅⋅∆mol g M g m mol J U Q v 苯甲酸苯甲酸=燃烧后燃烧前燃丝燃丝燃丝-=W W W g W g J U Q v =∆∆⋅⋅∆-,)()(1
,棉线棉线棉线=W g J U Q v )(1
,-⋅∆
内筒温差变化的校正(雷诺曲线):
内筒温度的不准确是由于内筒(体系)和外筒(环境)间存在热漏产生的。
产生热漏的原因是内、外筒间存在辐射和对流而使所测温度产生误差,可通过在外筒上加盖和将内筒壁抛光减小该误差,但不能消除,因此须对内筒始终温进行校正。
AA’:从开始燃烧到温度上升至环境温度这一段时
内,由环境辐射进来和搅拌引进的能量而造成体间Δt
1
系温度的升高必须扣除。
CC’:温度由环境温度升高到最高点D这一段时间
Δt
内,体系向环境辐射出能量而造成体系温度的降低,2
需要添加上。
2、样品(萘)燃烧热的测量
将苯甲酸换成萘,测定方法同上。
注意:内筒水须更换。
[])()()(')()(1''')(,,'-⋅⋅⋅∆-∆⋅∆-∆⋅-=⋅-∆⋅-∆mol J W M W U W U T W W M Q Q Q T W U m C m C v v m C 样品
样品线线丝丝样品样品硝酸生成热‘线’丝样品--=
))()()(1
-⋅∆=∆∑mol J g RT U H B
B m
C m C (+样品样品ν样品恒压燃烧热(热焓)的计算:
数据处理:
在计算机上将绘制的T~t图调出,进行雷诺校正并计算水当量和样品的恒压燃烧热。
将计算结果打印。
液体样品的测定方法
1、将液体样品装入可燃性胶囊中,其余与固体样品的测定方法相同。
2、将液体样品封入玻璃泡中:
差热分析
实验方法:
1、样品准备:将准确称量好的样品[CuSO
4.5H
2
O(约
3~4mg)、Sn(约5~10mg)]放入炉内右侧,将参比物
(Al
2O
3
)放入炉内左侧(参比物不需仔细称量)。
2、参数设定:
将电炉的升温速度设定为5℃/min。
ΔT(纵坐标)范围为±25μV(约±0.625℃),T(纵坐标)范围为0~400℃,t(横坐标)范围由计算机根据实验时间自动设定。
图谱处理:
1、从图中找出反应起始温度T a 、T e 、T p 和反应终止温度T b 。
2、测出峰面积S c (垂直法)或S d (连线法)。
数据处理:
1、列表表示各峰的起始温度和终止温度。
2、计算样品的热效应值:ΔH=K·S/m。
3、写出各峰的化学反应式。
4、推测CuSO
·5H2O中5个H2O的结构状态。
4
液体饱和蒸气压的测定
式中Δvap H m 为温度T 时纯液体的摩尔气化热,假设Δvap H m 与温度无关,将其视为常数,积分上式得:
2
ln RT H dT p d m
vap ∆=液体饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程表示:C T R H p m vap +⋅∆-=1
ln
由以上公式可知,可用于该方法测定的体系为:g =L;g=S。
即:单一组分的液体;处于恒沸点的双液系;固体升华。
本实验利用平衡管(等压计)原理测量液体的压强。
实验装置图:
实验方法:(1)用真空泵排除AB弯管中的空气,抽气时速度要慢,使液体形成液封,以免空气倒灌。
(2)将水浴温度恒定至某一定值。
(3)调节进气活塞,放入一定量空气,使BC液面平衡。
(4)读取U型压力计压差数值。
(5)将水浴温度升高且恒定后,重复(3)(4)步操作。
放入空气时,应小心慢慢放入,防止空气倒灌,否则须重新进行测定,但前面测定的数据依然有效。
h p p p p p p D C B A ∆====-=外饱M ;
-=时,;-=时,外饱外饱222111h p p T h p p T ∆∆
真空泵的使用:
二元合金相图的绘制
实验步骤:
1、热电偶温度计的校正:将纯Sn样品放入电炉中,插入热电偶温度计,加热至300℃使样品熔化,用玻璃
棒搅拌均匀,打开长图自动记录仪绘制其步冷曲线,待温度低于200℃时可停止绘图。
找出平台温度并与标准
值对照,得出温度校正值。
2、合金样品步冷曲线的绘制
将一准确配制好的Pb-Sn合金放入电炉中,插入
热电偶温度计,加热至350℃使合金样品熔化(纯鉛须
加热至400℃),用玻璃棒搅拌均匀,打开长图自动记
录仪绘制其步冷曲线,待温度低于150℃时可停止绘图。
同法测定其它合金的步冷曲线。
数据处理:
1、从步冷曲线中找出拐点温度和平台温度并进行校正;
2、绘制相图。
无过冷现象时产生过冷现象时
双液系平衡相图的绘制
实验方法及原理:
C点:最低恒沸物
最低恒沸点
实验装置
温度测定:回流至温度稳定后可读数,气相温度和液相温度需分别读出,温度值须做露出校正。
组成测定:溶液组成通过测其折光率从工作曲线中查出(测定待测溶液折光率需与做工作曲线温度相同)。
实验中,气相和液相样品取出后,应放入凉水中降温,防止低沸点物质挥发,使组成发生变化。
首先做出工作曲线(折光仪需恒温至定值):
实验步骤:
1、将恒温槽调节至25℃并绘制工作曲线。
2、配制一定比例的环己烷-异丙醇溶液装入沸点仪内,向沸点仪内加入几粒沸石,置于电热套上进行加热,加热速度以回流液体不成串滴下为宜。
待温度稳定后,读取温度计数值(t 测、t 环、t ’),取液相样品,测定折光率。
3、再次加热溶液,待温度稳定后,读取温度计数值(t 测、t 环、t ’),取气相样品,测定折光率。
4、改变溶液组成,同上进行测定。
问题:
若溶液组成精确配制,是否可省略液相组成的测定?。