量熱計測定焓

量熱計測定焓實驗?zāi)康?/h3>

1、用氧彈量熱計測定萘的摩爾燃燒焓。

2、了解熱量計中主要部分的作用，掌握氧彈量熱機的實驗技術(shù)。

量熱計測定焓實驗原理

本實驗采用氧彈式量熱機測定萘的燃燒焓，測量的基本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身及氧彈周圍介質(zhì)的溫度升高。通過測定燃燒前后量熱計（包括氧彈周圍介質(zhì)）溫度的變化值，就可以求出該樣品的燃燒熱。實驗測得的是恒容反應(yīng)熱Q_V，通過

即可計算得到萘的摩爾燃燒焓Δ_CH_m。

整個量熱計可看做一個等容絕熱系統(tǒng)，其熱力學(xué)能變ΔU為零。ΔU可表示為

已知m_B，Q_V,B，ΔT，則上式為：m_B Q_V，B lQ_l KΔT=0

實驗測得熱容量K后，根據(jù)上式計算Q_V,B，進而換算為樣品的摩爾熱力學(xué)能變Δ_CU_m(B,T)，再算出樣品的摩爾燃燒焓D_cH_m(B,T)。

本實驗用已知標準摩爾燃燒焓的苯甲酸[Δ_CH_{m(苯甲酸，s,298.15K)}= -3226.71kJ/mol]來測定量熱計的熱容量K，Ql= -6.699J·cm。重復(fù)實驗，測定萘的摩爾燃燒焓。

由于量熱計無法做到完全絕熱，因此燃燒前后溫度差的測量值須經(jīng)雷諾溫度校正圖校正。

量熱計測定焓實驗儀器、試劑

儀器：氧彈量熱計一臺，壓片機一臺，萬用表一只，貝克曼溫度計一支，溫度計（0℃~100℃）一支，點火絲，容量瓶（1000ml）一只，氧氣鋼瓶及減壓閥一只

試劑：萘（A.R），苯甲酸（A.R）

量熱計測定焓實驗裝置

量熱計測定焓實驗步驟

1、熱量容K的測定

⑴準確截取15cm的引燃絲，將引燃絲中部繞成環(huán)狀。

⑵稱取苯甲酸0.7763g，在壓片機上壓成片狀。將樣品在桌面上敲擊2~3次，再在分析天平上準確稱量。

⑶擰開氧彈蓋放在專用支架上，將彈內(nèi)洗凈，擦干。分別將引燃絲兩端固定在氧彈內(nèi)兩電極柱上，藥片置于不銹鋼坩堝中，使引燃絲接觸藥片表面，蓋上氧彈蓋并擰緊。

⑷打開氧氣瓶閥門，調(diào)節(jié)減壓閥，使壓力達到1~2MPa。將氧彈置于充氧器底座上，使進氣口對準充氧器的出氣口。充氧至充氧器壓力表值約為1.0MPa，用放氣閥將氧彈中的氧氣放出，然后再次充氧約1 MPa，浸入水中檢查是否漏氣，確認密封良好后進行下一步實驗。

⑸將充有氧氣的氧彈放入內(nèi)桶底座上，檢查攪拌葉片是否正常工作。量取低于室溫的3000ml自來水倒入內(nèi)桶中，，將貝克曼溫度計的傳感器豎直插入量熱計蓋上的孔中，其末端應(yīng)處于氧彈高度的1/2處。插好點火插頭，裝好攪拌器，打開控制箱的電源開關(guān)，按下“攪拌”鍵。攪拌內(nèi)桶水。儀表開始顯示內(nèi)桶水溫。

⑹約5min~6min后，系統(tǒng)溫度達到恒定時，開始初期溫度讀數(shù)，每隔30s讀數(shù)一次。當讀第10次時，將開關(guān)旋至點火檔，仍每隔30s讀一次主期溫度讀數(shù)，直至兩次溫差小于0.005℃時，再繼續(xù)讀溫10次，讀數(shù)精確到0.005℃。

⑺停止攪拌，取出溫度計傳感器，拔掉引火導(dǎo)線，取出氧彈并擦于其外殼，放掉氧氣，打開氧彈蓋，檢查燃燒是否完全。若內(nèi)有積碳，則說明此實驗失敗，需重做。若無積碳，則說明實驗成功。取出為燒完的點火絲，測量其長度。

⑻洗凈并擦干氧彈內(nèi)外壁，將內(nèi)桶蒸餾水倒入儲水桶，擦干全部設(shè)備。待氧彈及內(nèi)桶和攪拌器溫度與室溫平衡后再做下一步實驗。

2、萘的恒熔燃燒熱值測定

稱取0.6945g左右的萘，實驗步驟同上。

量熱計測定焓數(shù)據(jù)記錄與處理

室溫： 12.8℃ 大氣壓力：101.54KPa

⑴苯甲酸的實驗數(shù)據(jù)

樣品質(zhì)量：0.626g 引燃絲初始長度：13.21cm

剩余引燃絲長度：3.7cm

⑵萘的實驗數(shù)據(jù)

樣品質(zhì)量：0.571g 引燃絲初始長度：12.21cm

剩余引燃絲長度：3.49cm

苯甲酸燃燒前后所得的一系列水溫和時間關(guān)系圖（大致趨勢如圖1）

萘燃燒前后所得的一系列水溫和時間關(guān)系圖（大致趨勢如圖2）

最后計算實驗的相對誤差。

量熱計測定焓結(jié)果與討論

1.造成誤差的原因有：

a試劑如果不純，就會影響實驗結(jié)果的測定

b在校正雷諾溫度時，看圖讀數(shù)會有誤差

c引燃絲不是直的，導(dǎo)致測量長度時讀數(shù)會有所偏差

2、用氧彈量熱計測定燃燒焓時，要盡可能在接近絕熱的條件下進行，但我們的實驗中不可能完全接近絕熱。 2100433B

量熱計測定焓的基本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身及氧彈周圍介質(zhì)的溫度升高。通過測定燃燒前后量熱計（包括氧彈周圍介質(zhì)）溫度的變化值，就可以求出該樣品的燃燒熱（焓）。

熱焓，也就是“焓”

焓——我們也稱之為“熱焓”。它是表示物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個狀態(tài)函數(shù)，通常用H來表示，其數(shù)值上等于系統(tǒng)的內(nèi)能U加上壓強P和體積V的乘積，即H=U PV。

焓是熱力學(xué)的基本概念之一。總的來說，封閉體系不做非體積功時的過程，內(nèi)能變化可以通過測定恒容熱效應(yīng)來求，焓變可以通過測恒壓熱效應(yīng)求得。

焓：H=U PV，這里要說明一下，焓在這里無明確的物理意義，可以理解為，為了表達方便，專門設(shè)為一個符號，H即U PV，之所以要提出焓這一物理量，是因為U PV經(jīng)常會用到，所以專門用一個符號來代替它。

在沒有其它功的條件下，體系在等容過程中所吸收的熱量全部用以增加內(nèi)能，體系在等壓過程中所吸收的熱量，全部用于使焓增加。由于一般的化學(xué)反應(yīng)大都是在等壓下進行的，所以焓更有實用價值。

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焓(enthalpy)，符號H，是一個系統(tǒng)的熱力學(xué)參數(shù)。

物理意義：⑴H=U pV 焓=流動內(nèi)能 推動功

⑵焓表示流動工質(zhì)所具有的能量中，取決于熱力狀態(tài)的那部分能量

定義一個系統(tǒng)內(nèi):

H = U pV

式子中"H"為焓，U為系統(tǒng)內(nèi)能，p為其壓強，V則為體積。

對于在大氣內(nèi)進行的化學(xué)反應(yīng)，壓強一般保持常值，則有

ΔH = ΔU pΔV

規(guī)定放熱反應(yīng)的焓取負值。 如：

熱量計是用于對象量熱法，或測量的熱的過程中的化學(xué)反應(yīng)或物理變化，以及熱容量。差示掃描量熱儀，等溫微量熱儀，滴定量熱儀和加速量熱儀是最常見的類型之一。一個簡單的量熱計就是由一個溫度計組成，該溫度計安裝在一個懸浮在燃燒室上方的充滿水的金屬容器中。它是熱力學(xué)，化學(xué)和生物化學(xué)研究中使用的測量裝置之一。

為了找出兩種物質(zhì)A和B之間反應(yīng)中每摩爾物質(zhì)A 的焓變，將這些物質(zhì)加入到量熱計中，記錄初始和最終溫度（反應(yīng)開始之前和結(jié)束之后）。將溫度變化乘以物質(zhì)的質(zhì)量和比熱容給出反應(yīng)過程中釋放或吸收的能量的值。將能量變化除以A有多少摩爾A給出了其反應(yīng)的焓變。

1780年，安托萬·洛朗德·拉瓦錫（法國化學(xué)家）用這種裝置測量一只豚鼠的發(fā)熱量。來自豚鼠呼吸的熱量融化了熱量計周圍的雪，表明呼吸是一種燃燒，類似于燃燒蠟燭。他將實驗用的這種裝置命名為熱量計。