文档介绍：燃烧热的测量
一、目的与要求
1. 用氧弹式热量计测量苯甲酸的燃烧热,明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热
与恒容燃烧热的差别及相互关系。
,了解氧弹式热量计的原理、构
造及使用方法。
。
二、实验原理
燃烧热是指 1 mol物质完全氧化时的反应热。所谓完全氧化是指
C→CO2(g),H2→H2O(l),S→SO2(g),而N、卤素等元素变成游离状态。如苯甲
酸的燃烧:
COOH
(s) + (g) 7CO2 (g) + 3H2O(l)

燃烧热可在恒容或恒压条件下测定。若在恒容条件下测得的燃烧热称为恒
容燃烧热,Qv=△U;若在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热,
Qp=△H。用氧弹式热量计测得的燃烧热为Qv。若把参加反应的气体和反应生成
的气体近似为理想气体,则有下列关系式:
Q p = Qv + ∆nRT (4-1)
式中: ∆n ————产物与反应物中气体的物质的量之差;
R ————气体常数;
T ————反应温度,K。
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(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
图 4-1 氧弹量热计和氧弹的构造示意图
测量化学反应热的仪器称为热量计。本实验采用氧弹式热量计(如图 4-1)
测量苯甲酸的恒容燃烧热,进而求得苯甲酸的恒压燃烧热。
测量恒容燃烧热的基本原理是将一定量的待测物质样品在充足的氧弹中完
全燃烧,放出的热量使热量计本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升
高。根据测定燃烧前后温度的变化值,可求出该样品的恒容燃烧热。其关系式
为
m
Q = C ∆T − Q ⋅ L (4-2)
M v 水丝
式中: m ————待测物质的质量,g;
M ————待测物质的摩尔质量;
Q丝————单位长度点火丝的燃烧热,本实验 Q 丝= ;
L ————燃烧掉的点火丝的长度,cm;
C水————热量计(包括介质)的水当量(用水的质量表示仪器的热
容),意指热量计每升高 1 K 所需的热量,折合为一定质量所吸收的热量。热
量计的水当量C水的求法是用已知燃烧热的标准物放在热量计中燃烧,测其始、
末温度,按式(4-2)求出C水。
为了保证样品完全燃烧,氧弹中必须充以高压氧气,因此,要求氧弹密
封、耐高压、抗腐蚀。粉末样品必须压成片状,以免充气时冲散样品或者在燃
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烧时飞散开来,造成实验误差。为了使体系不与外界或少与外界发生热交换,
热量计放在一个恒温的套壳中(套壳中装有介质——水),热量计与套壳中间
为空气隔热层。另外,量热计壁均为高度抛光,这是为了减少热辐射。尽管作
了如此这般处理,但热交换还是不可避免的,因此,燃烧前后温度的变化值不
能直接测量准确,必须经过作图法进行校正。
当然,在测量燃烧热过程中,对热量计温度测量的准确性直接影响到燃烧
热测定的结果,所以本实验采用SWC-IID精密数字温度温差仪测量温度变化
值。
三、仪器与试剂
1. 仪器:SHR—15 氧弹式量热计 1 套,SWC-IID精密数字温度温差仪 1 个,微机
1 台,打印机 1 台,氧气钢瓶 1 个,立式充氧器 1 台,氧气减压阀 1 只,氧气调
节阀 1 个,燃烧丝,药勺 2 个,尺子 1 个,压片机 1 台,容量瓶(1000mL) 1
只,烧杯(1000mL)1 只,万用电表 1 个,温度计(0-100℃)1 支,称量瓶 1
只,电子天平 1 台
2. 试剂:苯甲酸(.)
四、实验步骤
1. 仪器预热
将量热计及其全部附件清理干净,将仪器通电预热。
2. 样品压片
压片前,仔细检查压片机的钢摸必须洁净才能进行压片。用电子天平称取
苯甲酸样品 ~,量取 25cm的燃烧丝对折成双股,直穿压片机的钢摸中,
两端应有等长的留头,中部空约 ,然后将钢摸底板装进模子中,从上
面倒入已称取的苯甲酸样品,徐徐加压(既不能压得太紧,也不能压得太
松),直到将样品压成片状为止。取出压好的样品。将样品放入称量瓶中,在
电子天平上精确称其质量(m1),称好后取出样品,再精确称量容量瓶的质量
(m2),因此苯甲酸样品的质量m=m1-m2-燃烧丝的质量(1m燃烧丝质量为
)。
3. 充氧气
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把氧弹的弹头放在弹头架上,把样品的燃烧丝两端分别