實(shí)驗(yàn)：燃燒焓的測定

1、1實(shí)驗(yàn)：燃燒焓的測定 2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河醚鯊検綗崃坑?jì)測定萘的燃燒焓。明確燃燒焓的定義，了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別了解氧彈式熱量計(jì)中主要部分的作用，掌握氧彈式熱量計(jì)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)會雷諾圖解法，校正溫度改變值3二、實(shí)驗(yàn)原理 燃燒焓是指一摩爾物質(zhì)在等溫、等壓下與氧進(jìn)行完全氧化反應(yīng)時(shí)的焓變?！巴耆趸钡囊馑际腔衔镏械脑厣奢^高級的穩(wěn)定氧化物，如碳被氧化成CO2（氣），氫被氧化成H2O（液），硫被氧化成SO2（氣）等。燃燒焓是熱化學(xué)中重要的基本數(shù)據(jù)，因?yàn)樵S多有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都可通過蓋斯定律由它的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓及二氧化碳和水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓求得。通過燃燒焓的測定，還可以判斷工業(yè)用燃料的

2、質(zhì)量等。 由上述燃燒焓的定義可知，在非體積功為零的情況下，物質(zhì)的燃燒焓常以物質(zhì)燃燒時(shí)的熱效應(yīng)（燃燒熱）來表示，即CHm=QPm。因此，測定物質(zhì)的燃燒焓實(shí)際就是測定物質(zhì)在等溫、等壓下的燃燒熱。4二、實(shí)驗(yàn)原理 量熱法是熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)基本方法。測定燃燒熱可以在等容條件下，亦可以在等壓條件進(jìn)行。等壓燃燒熱（QP）與等容燃燒熱（QV）之間的關(guān)系為： QP= QV+m(g)= vB(g)RT 或 QPm= Qvm+vB(g)RT 式中，QPm或Qvm均指摩爾反應(yīng)熱，vB(g)為氣體物質(zhì)化學(xué)計(jì)算數(shù)的代數(shù)和；為反應(yīng)進(jìn)度增量，QP或Qv則為反應(yīng)物質(zhì)的量為時(shí)的反應(yīng)熱，m(g)為該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量變化，

3、T為反應(yīng)的絕對溫度。5二、實(shí)驗(yàn)原理 測量熱效應(yīng)的儀器稱作量熱計(jì)，本實(shí)驗(yàn)用氧彈式量熱計(jì)測量燃燒熱，左圖為氧彈示意圖。6二、實(shí)驗(yàn)原理 測量其原理是能量守恒定律，樣品完全燃燒放出的能量使量熱計(jì)本身及其周圍介質(zhì)（本實(shí)驗(yàn)用水）溫度升高，測量了介質(zhì)燃燒前后溫度的變化，就可以求算該樣品的恒容燃燒熱。其關(guān)系如： QV=-CVT 上式中負(fù)號是指系統(tǒng)放出熱量，放熱時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)能降低，而CV和T均為正值。7三、實(shí)驗(yàn)步驟 1、樣品壓片及燃燒絲的準(zhǔn)備 用臺秤稱取0.6克左右萘，將壓片機(jī)的墊筒放置在可調(diào)底座上，裝上模子，并從上面倒入已稱好的萘樣品，把玉棒放入模子中，壓下手柄至適當(dāng)位置，即可松開。取出模子和墊筒，把墊筒倒置在

4、底座上，放上模子，放入壓棒，壓下手柄至樣品掉出。將樣品在分析天平上準(zhǔn)確稱重，置于燃燒坩堝中待用。另取一段長約15cm的燃燒絲將其中段在大頭針上纏繞56圈，使之成彈簧狀。 8 2、充氧氣 將燃燒絲的兩端綁牢于氧彈中的兩根電極上，并使其中間彈簧狀部分與樣品接觸，燃燒絲不能與坩堝壁相碰，旋緊氧彈蓋，用萬用電表檢查電極是否通路。若通路，則旋緊出氣閥就可以充氧氣。將氧氣導(dǎo)管和氧彈的進(jìn)氣管接通，先打開閥門1（逆時(shí)針旋開），再漸漸打開閥門2（順時(shí)針旋緊），使表2指針指在表壓20kg/cm2。1分鐘后關(guān)閉閥門2，再關(guān)閉閥門1。松開導(dǎo)氣管，此時(shí)氧彈中已有約2000kPa左右的氧氣，可作燃燒之用。但閥門2到閥門1

5、之間尚有余氣，因此要打開減壓閥門2以放掉余氣，再關(guān)閉閥門2，使鋼瓶和表頭恢復(fù)原狀。 9 3、燃燒和測量溫度 將充好氧氣的氧彈用萬用電表檢查是否通路，若通路則將氧彈放入盛水桶內(nèi)。用容量瓶準(zhǔn)確量取已被調(diào)節(jié)到低于外筒溫度0.51.0的自來水3000cm3，倒入盛水桶內(nèi)，并接上控制器上的點(diǎn)火電極，裝好攪拌馬達(dá)，蓋上蓋子，將溫度溫差儀的探頭插入內(nèi)桶水中，將溫度溫差檔打向溫差。將控制器上各線路接好，開動攪拌馬達(dá)，待溫度穩(wěn)定上升，每隔1分鐘讀取溫度一次，讀10個(gè)點(diǎn)，按下點(diǎn)火開關(guān)，如果指示燈亮，應(yīng)立即加大電流引發(fā)燃燒，如果指示燈根本不亮，或加大電流后指示燈也不熄滅，而且溫度也不見迅速上升，則須打開氧彈檢查原因

6、，如果指示燈亮后熄掉，溫度迅速上升，則表示氧彈內(nèi)樣品已燃燒，自按下點(diǎn)火開關(guān)后，每隔15秒讀一次溫度。待溫度升至每分鐘上升小于000.2，每隔1分鐘讀一次溫度，再讀10個(gè)點(diǎn)。10 關(guān)掉控制器開關(guān)，取出測溫探頭，打開外筒蓋，取出氧彈，緩緩旋開氧彈的放氣閥門，將氣體慢慢放出，旋開氧彈頭，檢查氧彈坩堝內(nèi)有黑色殘?jiān)蛭慈急M的樣品微粒，說明燃燒不完全，此實(shí)驗(yàn)作廢。如未發(fā)現(xiàn)這些情況，取下未燃燒完的燃燒絲測其長度，計(jì)算實(shí)際燃燒絲的長度，將筒內(nèi)水倒掉，即測好了一個(gè)樣品。 11測定卡計(jì)的水當(dāng)量K 稱取1克左右的苯甲酸，同法進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作一次。 12四、數(shù)據(jù)記錄與處理 （一）用圖解法求出苯甲酸燃燒引起量熱計(jì)溫度變化的差值T1，計(jì)算水當(dāng)量K值。 （二）用圖解法求出萘燃燒引起量熱計(jì)溫度變化的差值T2，計(jì)算萘的恒容燃燒熱QV。 （三）由QV計(jì)算萘的摩爾燃燒焓CHm。13五、注意事項(xiàng) 1、氧彈充氣時(shí)要注意安全，人應(yīng)站在側(cè)面，減壓閥指針在1-2MPa，切不可超過3 Mpa。 2、燃燒絲與兩電極及樣品片一定要接觸良好，而且不能有短路。 3、測