1、 . 1 / 8 燃燒熱的測定 一、實驗?zāi)康?? 使用氧彈式量熱計測定固體有機物質(zhì)（萘）的恒容燃燒熱，并由此求算其摩爾燃燒熱。 ? 了解氧彈式量熱計的結(jié)構(gòu)及各部分作用，掌握氧彈式量熱計的使用方法，熟悉貝克曼溫度計的調(diào)節(jié)和使用方法 ? 掌握恒容燃燒熱和恒壓燃燒熱的差異和相互換算 二、實驗原理 摩爾燃燒焓?cHm 恒容燃燒熱QV ?rHm = Qp ?rUm = QV 對于單位燃燒反應(yīng)，氣相視為理想氣體 ?cHm = QV ?BRT QV n(g)RT 氧彈中 放熱(樣品、點火絲)吸熱(水、氧彈、量熱計、溫度計) 待測物質(zhì) QV摩爾恒容燃燒熱 Mx摩爾質(zhì)量 ?點火絲熱值 bx所耗點火絲質(zhì)量 q助燃

2、棉線熱值 cx所耗棉線質(zhì)量 K氧彈量熱計常數(shù) ?Tx體系溫度改變值 xVxxxxWQ(x)+b+qc=KTM . 2 / 8 三、儀器及設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：苯甲酸 待測物質(zhì)：萘 氧彈式量熱計 1恒熱夾套 2氧彈3量熱容器4絕熱墊片5隔熱蓋蓋板 6馬達7，10攪拌器8伯克曼溫度計9讀數(shù)放大鏡11振動器12溫度計 . 3 / 8 四、實驗步驟 1.量熱計常數(shù)K的測定 (1) 苯甲酸約1.0g，壓片，中部系一已知質(zhì)量棉線，稱取潔凈坩堝放置樣片前后質(zhì)量W1和W2 (2)把盛有苯甲酸片的坩堝放于氧彈內(nèi)的坩堝架上，連接好點火絲和助燃棉線 (3) 蓋好氧彈，與減壓閥相連，充氣到彈內(nèi)壓力為1.2MPa為止 (4)

3、把氧彈放入量熱容器中，加入3000ml水 (5) 調(diào)節(jié)貝克曼溫度計，水銀球應(yīng)在氧彈高度約1/2處 (6) 接好電路，計時開關(guān)指向“1分”，點火開關(guān)到向“振動”，開啟電源。約10min后，若溫度變化均勻，開始讀取溫度。讀數(shù)前5s振動器自動振動，兩次振動間隔1min，每次振動結(jié)束讀數(shù)。 (7)在第10min讀數(shù)后按下“點火”開關(guān)，同時將計時開關(guān)倒向“半分”，點火指示燈亮。加大點火電流使點火指示燈熄滅，樣品燃燒。燈滅時讀取溫度。 (8)溫度變化率降為0.05°C·min-1后，改為1min計時，在記錄溫度讀數(shù)至少10min，關(guān)閉電源。先取出貝克曼溫度計，再取氧彈，旋松放氣口排除廢

4、氣。 (9)稱量剩余點火絲質(zhì)量。清洗氧彈內(nèi)部及坩堝。 實驗步驟 2. 萘的恒容燃燒熱的測定 取萘0.6g壓片，重復(fù)上述步驟進行實驗，記錄燃燒過程中溫度 . 4 / 8 隨時間變化的數(shù)據(jù) 注意 1. 為避免腐蝕，必須清洗氧彈 2. 點火成敗是實驗關(guān)鍵。應(yīng)仔細(xì)安裝點火絲和坩堝。點火絲不應(yīng)與彈體內(nèi)壁接觸，坩堝支持架不應(yīng)與另一電極接觸。 3. 每次實驗前均應(yīng)稱量坩堝 數(shù)據(jù)記錄和處理 1. 記錄室溫、大氣壓、樣品質(zhì)量（W2W1）和剩余燃燒絲質(zhì)量 2. 列表記錄溫度隨時間變化數(shù)據(jù) 3. 畫出雷諾圖進行溫度讀數(shù)校正，求出在絕熱條件下的真實溫度改變值?Te和?Tx 4. 計算量熱計常數(shù)K 5. 計算萘的恒容燃

5、燒熱QV 6. 計算萘的摩爾燃燒焓?cHm，并與文獻值比較 . 5 / 8 由圖得：苯甲酸 *t=1.7K 萘*t=2.9K，苯甲酸恒容摩爾燃燒熱為-3228kj/mol 再由 和K=n1C1+C熱量計的 K=18.9KJ/K ?rUm 萘= QV=-10022.4KJ/mol xVxxxxWQ(x)+b+qc=KTM . 6 / 8 五、思考題; 1.加入內(nèi)筒中水的溫度為什么要選擇比外筒水溫低?低多 少合適？為什么？ 2.在燃燒熱測定實驗中，哪些是體系?哪些是環(huán)境？有無熱交換?這些熱交換對實驗結(jié)果有何影響? 3.在燃燒熱測定的實驗中，哪些因素容易造成實驗誤差?如何提高實驗的準(zhǔn)確度? 檢驗多功

6、能控制器數(shù)顯讀數(shù)是否穩(wěn)定。熟習(xí)壓片和氧彈裝樣操作，量熱計安裝注意探頭不得碰彎，溫度與溫差的切換功能鍵鈕，報時及燈閃爍提示功能等。 干燥恒重苯甲酸(0.91.2g)和萘(0.60.8g)壓片，注意緊實度，分析天平稱樣。容量瓶量取3000mL水，調(diào)節(jié)水溫低于室溫1K。 量取兩根10厘米點火絲，中段在原珠筆蕊上繞幾圈。燃燒絲縛緊使接觸電阻盡可能小。氧彈充氧注意小動作緩緩旋開減壓閥。 氧彈內(nèi)預(yù)滴10mL水，促產(chǎn)物凝聚成硝酸。 （1）實驗關(guān)鍵：點火成功、試樣完全燃燒是實驗成敗關(guān)鍵，可以考慮以下幾項技術(shù)措施： 試樣應(yīng)進行磨細(xì)、烘干、干燥器恒重等前處理，潮濕樣品不易燃燒且有誤差。 壓片緊實度：一般硬到表面有

7、較細(xì)密的光潔度，棱角無粗粒，使能燃燒又不至于引起爆炸性燃燒殘剩黑糊等狀。 點火絲與電極接觸電阻要盡可能小，注意電極松動和鐵絲碰杯短路問題。 . 7 / 8 充足氧(2MPa)并保證氧彈不漏氧，保證充分燃燒。燃燒不完全，還時常形 成灰白相間如散棉絮狀。 注意點火前才將二電極插上氧彈再按點火鈕，否則因儀器未設(shè)互鎖功能，極易發(fā)生（按攪拌鈕或置0時）誤點火，樣品先已燃燒的事故。 (2) 氧彈內(nèi)預(yù)滴幾滴水，使氧彈為水汽飽和，燃燒后氣態(tài)水易凝結(jié)為液態(tài)水。 試樣在氧彈中燃燒產(chǎn)生的壓力可達14MPa，長期使用，可能引起彈壁的腐蝕，減少其強度。故氧彈應(yīng)定期進行20MPa水壓檢查，每年一次。 氧彈、量熱容器、攪拌

8、器等，在使用完畢后，應(yīng)用干布擦去水跡，保持表面清潔干燥。恒溫外套（即外筒）內(nèi)的水，應(yīng)采用軟水。長期不使用時應(yīng)將水倒掉。 氧彈以及氧氣通過的各個部件，各聯(lián)接部分不允許有油污，更不允許使用潤滑油，在必須潤滑時，可用少量的甘油。 5。每次測定時室溫變化不得大于1。因此。室內(nèi)禁止使用各種熱源，如電爐、火爐、暖氣等。?(3)儀器應(yīng)置放在不受陽光直射的單獨一間試驗室內(nèi)進行工作。室內(nèi)溫度和濕度應(yīng)盡可能變化小。最適宜的溫度是20 5K。國產(chǎn)型號為半自動HR15A(B)數(shù)顯微機型或WHR15全自動微機型氧彈式熱量計。進入了全面啟用電腦處理數(shù)據(jù)的新時代。?410?(4) 如用貝克曼溫度計，其調(diào)節(jié)可以歸納為倒立連接、設(shè)定溫 . 8 / 8 度、正立震斷和校驗四步，注意別讓水銀過多地流向彎曲貯管，導(dǎo)致因水銀重而在正立時，玻管擴張?zhí)帓觳蛔　Ｒ步^不允許放在電爐上烤等驟冷驟熱情況出現(xiàn)。在精密的測量中，應(yīng)進行貝克曼溫度計的校正。改進后的本實驗普遍采用熱敏電阻溫度計、鉑電阻溫度計或者熱電堆等，相應(yīng)配以電橋、指示mV值，實際已轉(zhuǎn)換為溫度 (數(shù)顯溫度計) 的儀器，能自動記錄溫度，精密度可達10 （5）苯甲酸和萘燃燒產(chǎn)物的熱容差別因為產(chǎn)