实验一燃烧热的测定.doc

实验一燃烧热的测定
(一)、实验目的
。
。
(二)、实验原理
燃烧热是指温度为T时由物质B与氧进行完全氧化时所放出的热。所谓完全氧化是指C全部生成CO2,H全部生成H2O(l),若有CO或游离C产生则说明氧化不完全甚至很不完全。
燃烧热可在恒容或恒压情况下测定。,苯甲酸的恒压燃烧热(摩尔燃烧热)·mol-1。在实验中用氧弹量热计进行实验时,氧弹放置在装有一定量水的铜水桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是温度恒定的水夹套。样品在体积固定的氧弹中燃烧放出的热、引火丝燃烧放出的热和由氧气中微量的氮气氧化成***的生成热,大部分被水桶中的水吸收;另一部分则被氧弹、水桶、搅拌器及温度计等所吸收。在量热计与环境没有热交换的情况下,可写出如下的热量平衡式:
(1-1)
式中:—被测物质的定容热值,单位为J·g-1;
—被测物质的质量,单位为g;
q—引火丝的热值,单位为J·g-1(铁丝为-6694J·g-1);
b—烧掉的引火丝质量,单位为g;
—***生成热为-59831 J·mol-1,·L-1NaOH滴定生成的***时,每毫升碱相当于-;
c—滴定生成***·L-1NaOH的毫升数;
W—水桶中水的质量单位g;
h—水的比热容单位J·g-1·K-1;
—氧弹、水桶等的总热容单位J·K-1;
—与环境无热交换时的真实温差。
如在实验时保持水桶中水量一定,把(1—1)式右端常数合并得到下式:
(1-2)
式中:(),J·K-1;称为量热计常数。
若忽略空气中氮气氧化成***时的生成热,故(1-2)式可写成:
则:
式中: 为量热计常数(14654 J·K-1);为引火丝(镍铬丝)发热值(1400 J·g-1)
实际上,氧弹式量热计不是严格的绝热系统,加之由于传热速度到达最高温度需要一定的时间,在这段时间里系统与环境难免发生热量交换,因此燃烧前后温度变化的测量值必须经过雷诺作图法进行校正,其校正方法如下:
将燃烧前后每次观察到的温度对时间作图,取成a b c d 线[如图 1 (a) 图中b相当于开始燃烧之点,c为观察到最高的温度读数点,由于量热计和外界的热量交换,曲线ab及cd常常发生倾斜。取b点所对应的温度T1,c点所对应的温度T2,其平均温度(T1 + T2)/2为T,经过T点作横轴的平行线TO与曲线相交于O点,然后过O点作TO的垂直线AB,此线与ab、
cd线的延长线交于E、F两点,则E点和F点所表示的温差即为欲求温度的升高值△T。图中`表示环境辐射进来的热量而造成量热计温度的升高,这部分是必须扣除的,而表示量热计向环境辐射出的热量而造成量热计温度的降低,因此这部分是必须加入的。
有时量热计的绝热情况良好,热量散失少,而搅拌器的功率又比较大,这样往往不断引进少量热量,使得燃烧后的温度最高点不会明显出现,这种情况下△T仍然可按照同法进行校正[如图1-3(b)]。
图1 (a) 绝热较差时系统温度校正图图1 (b) 绝热良好时系统温度校正图

图1 雷诺校正图
从(1-2) 式可知,要测得样品的,必须知道量热计的