實驗一：燃燒焓的測定

PAGEPAGE3寧波工程學(xué)院物理化學(xué)實驗報告專業(yè)班級化本086姓名蔡珊珊(撰稿人)實驗日期2010年3月17日同組姓名蔣燕、梁楊、曾如樂指導(dǎo)老師付之強、仇丹實驗名稱實驗一、燃燒焓的測定一、實驗?zāi)康?、用氧彈量熱機測定萘的摩爾燃燒焓。2、了解熱量計中主要部分的作用，掌握氧彈量熱計的實驗技術(shù)。二、實驗原理有機物B的△cHm(B,T)是指在1mol指定相態(tài)的B物質(zhì)在溫度T和恒壓P下完全燃燒索放出的熱量Qp，其值與以B為反應(yīng)物（Vb=1）的燃燒反應(yīng)的△rHm相等。1molB物質(zhì)在恒容條件下完全燃燒索放出的熱量Qv，其值與以B為反應(yīng)物（Vb=1）的燃燒反應(yīng)的△rUm相等。若系統(tǒng)中的氣體均視為理想氣體：Qp=Qv+△nRT ①△rHm=△rUm+RT∑Vb(g)②本實驗采用氧彈量熱計測定萘的燃燒熱。測量的原理是將一定量待測萘樣品在氧彈中完全燃燒，燃燒時放出的熱量使量熱計本生及氧彈周圍介質(zhì)（水）的溫度升高。通過測定燃燒前后量熱計溫度的變化值，就可以求出樣品的燃燒熱，實驗測得的是恒容反應(yīng)熱Qv，通過①和②算出萘的△cHm。氧彈式量熱計中的量熱計可看做一個等容絕熱系統(tǒng)，△U=0△U=△cUB+△cU（引燒絲）+△U（量熱計）mBQv,B+lQl+K△T=0通過測已知標準摩爾燃燒焓的苯甲酸來測定K，再通過雷諾溫度校正圖校正得到△T算出，△cUB代入②得△cHm(B,T)苯甲酸的反應(yīng)式：C7H6O2+15/2O2=7CO2+3H2OVb=-1/2萘的反應(yīng)式：C10H8+12O2=10CO2+4H2OVb=-2三、實驗儀器、試劑儀器：氧彈量熱計、壓片機、萬用表、貝克曼溫度計、溫度計（100℃）、點火絲、容量瓶（1000ml）、氧氣鋼瓶及減壓閥試劑：萘（A.R）、苯甲酸（A.R）四、實驗步驟1、熱容量K的測定①截15cm左右的引燃絲，中間部繞成環(huán)狀。②稱0.8~1.0g苯甲酸，壓成片狀，去掉粉狀物，再在天平上準確稱量。③將彈內(nèi)洗凈，擦干。引燃絲固定在氧彈內(nèi)兩電極柱上，藥片置于不繡坩堝，引燃絲接觸藥片表面，氧彈蓋擰緊。④打開氧氣閥，調(diào)節(jié)減壓閥，壓力達1~2Mpa，氧彈置于充氧器底座上、進氣口對準充氧器的出氣口，按充氧器手柄充氧至壓力1.0Mpa，用放氣閥將氧彈中的氧氣放出，再次充氧至1.0Mpa，浸入中檢查是否漏氣。⑤量取3000ml自來水于內(nèi)桶將數(shù)學(xué)貝克曼溫度計傳感器直接插入熱量計蓋上的孔中，點火插頭插在氧彈電極上，按下攪拌器。⑥5~10min后，T變化恒定，開始初期溫度讀數(shù)，隔30s讀一次，第10次，點火至兩次溫度差值小于0.001℃。⑦停止攪拌，取溫度傳感器，拔引引火線，取氧彈，放氧氣，觀察氧彈是否積炭，有則說明失敗。無則取未燒完的引火線，測其長度。⑧洗凈，擦干氧彈內(nèi)壁，內(nèi)桶蒸餾水倒入儲水桶，T與室溫相等再做下一實驗。2、萘的恒容Qv測定稱0.6g萘，實驗同上。五、數(shù)據(jù)記錄與處理室溫（前）：17.1℃大氣壓（前）：101.60Kpa(后)：17.5℃(后)：101.76Kpa質(zhì)量m（g）引燃絲的初始長度（cm）引燃絲剩余長度(cm)引燃絲燃燒掉的長度△l水夾中的水浴溫度（℃）苯甲酸0.88415.06.09.014.185萘0.69915.00.714.313.612苯甲酸（A）的雷諾溫度校正圖萘（B）的雷諾溫度校正圖按作圖法苯甲酸燃燒所引起的溫度的變化值，計算量熱計的熱容量。解：根據(jù)題意可得：mA=0.884gMA=122g/moll=9.0cm=0.09mQl=-6.699J/cm=-0.6699KJ/m△T=15.741℃△cHm(苯甲酸，s，298.15K)=-3226.7KJ/molT=14.185+273.15=287.335K又QV,B=△cHm△cHm=△cUm+△nRTQV,B=（-3226.7-0.884/122*8.3145*287.335*10-3）/122KJ/mol=-26.45KJ/mol由方程：mbQV,B+lQl+K△T=00.884*(-26.45)*103+0.09*(-0.6699)*103+K*1.495=0得：K=15.68*103按作圖法萘燃燒所引起的溫度的變化值，計算萘的恒容燃燒熱。解：根據(jù)萘的雷諾溫度校正圖得：△T=（15.976-13.775）K=2.20K已知mB=0.699gl=14.3cm=0.143mK=15.68*103Ql=-6.699J/cm=-0.6699KJ/m根據(jù)mBQV,B+lQl+K△T=00.699*QV,B-0.143*0.6699+15.68*103*2.20=0得QV,B=-49.53*103J/g=-6339.8*103J/mol=-6339.8KJ/mol計算萘的恒壓燃燒熱解：已知mB=0.699gMB=128g/mol△T=2.20K根據(jù)Qp=Qv+△nRT得Qp=-6339.8+0.699/128*8,3145*2.20*10-3KJ/mol=-6339.8KJ/mol由數(shù)據(jù)手冊查出萘的標準摩爾燃燒焓△cHm，計算本次實驗的誤差。解：查表可得萘的標準摩爾燃燒焓△cHm=-5153.9KJ/mol△cHm=QpW=（6339.8-5153.9）/5153.9*100%=23.01%六、結(jié)果與討論本次實驗的數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)之間存在的誤差可能原因有：引燃絲在纏繞時，纏繞的不好，與藥片的