燃烧热的测定VIP专享VIP免费

理想气体处理，则它们之间存在以下关系：AH=AU+A(pV)Q二Q+AnRTPV5-2)燃烧热的测定一、实验目的1.掌握氧弹量热计的使用；用氧弹量热计测定萘的燃烧热；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.学会雷诺图解法校正温度改变值二、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。所谓完全氧化，对燃烧产物有明确的规定。譬如，有机化合物中的碳氧化成一氧化碳不能认为是完全氧化，只有氧化成二氧化碳才可认为是完全氧化。燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可以用于求算化合物的生成热、键能等。量热法是热力学的一个基本实验方法。在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热QV和恒压燃烧热Qp。由热力学第一定律可知，QV等于体系内能变化^；Qp等于其焓变AH。若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为5-1)式中，An为反应前后反应物和生成物中气体的物质的量之差，R为气体常数，T为反应时的热力学温度。热量计的种类很多，本实验所用氧弹热量计是一种环境恒温式的热量计，如图5.1。氧弹热量计的安装如图5.2所示。图5.3是氧弹剖面图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热量计有关附件的温度升高。测量介质在燃烧前后温度的变化值，就可求算该样晶的恒容燃烧热。其关系式如下：W-样Q-1-Q=(WC+C)AT(5-3)MVl水水计式中，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，1和Q］是引燃用铁丝的长度和单位长度燃烧热，W水和C水是以水作为测量介质时，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°C所需的热量；△为样品燃烧前后计水温的变化值。图5-1氧弹分析仪图5-2氧弹热量计安装示意图图5-3氧弹剖面图为了保证样品安全燃烧，氧弹中须充以高压氧气或其它氧化剂。因此氧弹应有很好的密封性能，耐高压且耐腐蚀。氧弹放在一个与室温一致的恒温套壳中。盛水桶与套壳之间有一个抛光的挡板，以减少热辐射和空气的对流。图5.4雷诺温度校正图图5.5绝热良好情况下的雷诺校正图实际上，热量计与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(Renolds)温度校正图校正。具体方法为：称取适量待测物质，估计其燃烧后可使水温上升1.5〜2.0°C。预先调节水温低于室温1.0°C左右。按操作步骤进行测定，将燃烧前后观察所得的一系列水温和时间关系作图。得一曲线如图5.3。图中H点意味着燃烧开始，热传入8锁采O-口电源13—&rS14介质；D点为观察到的最高温度值；从相当于室温的J点作水平线交曲线于I,过I点作垂线ab,再将FH线和GD线延长并交ab线于A、C两点，其间的温度差值即为经过校正的△T。图中山，为开始燃烧到温度上升至室温这一段时问△［内，由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温，故应予扣除。CC，为由室温升高到最高点D这一段时间内，热量计向环境的热漏造成的温度降低，计算时必须考虑在内。故可认为，AC两点的差值较客观地表示了样品燃烧引起的升温数值。在某些情况下，热量计的绝热性能良好，热漏很小，而搅拌器功率较大，不断引进的能量使得曲线不出现极高温度点，如图5.5。校正方法相同。三、仪器与药品SHR-15B燃烧热实验装置，YCY-4充氧器，压片机，氧气钢瓶、减压阀，燃烧丝，萘苯甲酸，烧杯（lOOOmL）,塑料桶，直尺，剪刀，万用电表，案秤（10kg）,温度计（0〜50°C）分析纯苯甲酸（Qv二-26480J^g-1）燃烧丝（Ni-Cr丝，Qv二-2.9J・cm-1）SHR-15B燃烧热实验装置说明：（一）面板示意图图5.6前面板示意图图5.7顶面板示意图1211109SHR-15B燃烧热实验装冒温差显示（C）温度显示比）定时显示（秒）23456图5.6（前面板示意图）1、电源开关。2、锁定键——锁定选择的基温，按下此键，基温自动锁定，此时“采零”键不起作用，直至重新开机。正式实验前请务必按下锁定键。3、测量/保持键——测量与保持功能之间的转换。4、采零键——用于消除仪表当时的温差值。5、增时键——按下此键，可延长定时时间。6、减时键——按下此键,可缩短定时时间。7、搅拌开关。8、点火按键——按下此键，即可实现点火过程。9、指示灯——灯亮，表明仪表处于相对应的状态...