燃燒熱是指1 mol物質完全燃燒時的熱效應,是熱化學中重要的基本資料。
燃燒熱可在恆容或恆壓情況下測定。由熱力學第一定律可知:在不做非膨脹功情況下,恆容反應熱QV=ΔU,恆壓反應熱Qp=ΔH。在氧彈式量熱計中所測燃燒熱為QV,而一般熱化學計算用的值為Qp,這兩者可透過下式進行換算:
Qp=QV + ΔnRT
在盛有定量水的容器中,放入內裝有一定量樣品和氧氣的密閉氧彈,然後使樣品完全燃燒,放出的熱量透過氧彈傳給水及儀器,引起溫度升高。氧彈量熱計的基本原理是能量守恆定律,測量介質在燃燒前後溫度的變化值,則恆容燃燒熱為:
QV =(M/m)· W·(t終-t始)
式中:W為樣品燃燒放熱使水及儀器每升高1℃所需的熱量,稱為水當量。
水當量的求法是用已知燃燒熱的物質(如本實驗用苯甲酸)放在量熱計中燃燒,測定其始、終態溫度。一般來說,對不同樣品,只要每次的水量相同,水當量就是定值。
熱化學實驗常用的量熱計有兩種: 一種是絕熱式氧彈量熱儀,裝置中有溫度控制系統,在實驗過程中,環境與實驗體系的溫度始終相同或始終略低0.3℃,熱損失可以降低到極微小程度,可以直接測出初溫和最高溫度; 另一種為環境恆溫量熱儀,量熱計的最外層是溫度恆定的水夾套,實驗體系與環境之間有熱交換,因此需由溫度——時間曲線(即雷諾曲線)校正後進行確定初溫和最高溫度。
我們物理化學實驗室所用的量熱計是環境恆溫式量熱計。其實驗裝置如下圖所示。
HR—15型恆溫式量熱儀:
用途:主要用於煤炭、石油、食品、木材、炸藥等物質發熱量的測定。凡是生產使用可燃物質的企業和大專院校、科研及軍工等部門都需要測定可燃物的發熱量,以科研實驗資料說明可燃物質的主要質量標準。
熱容量 約10450 J/℃ (或:水當量W在-14450 J/℃左右)
鋼 彈(氧彈) 容 量 300 ml
真 空 度 13.33 Pa
充氧壓力 2.942 kPa
耐壓效能 9.807 kPa
內 筒 水 容 量 約3.3 升
實驗過程:
1.樣品壓片;氧彈充足氧;量熱計內筒調水溫;裝好氧彈...[詳細見教材...] 相關課件
2.開啟燃燒熱資料採集程式;待其水溫穩定幾min,點火;若溫度明顯上升,是點火成功;從微機螢幕上看溫度線變化,到溫度不再升高,幾min後即可停止實驗。資料記錄時間前後約20min。重新調節水溫燃燒第二個樣品。燃燒第一個樣品苯甲酸是為求水當量值;第二個是未知樣品。兩個樣品做完後用資料採集程式處理出結果。
燃燒熱是指1 mol物質完全燃燒時的熱效應,是熱化學中重要的基本資料。
燃燒熱可在恆容或恆壓情況下測定。由熱力學第一定律可知:在不做非膨脹功情況下,恆容反應熱QV=ΔU,恆壓反應熱Qp=ΔH。在氧彈式量熱計中所測燃燒熱為QV,而一般熱化學計算用的值為Qp,這兩者可透過下式進行換算:
Qp=QV + ΔnRT
在盛有定量水的容器中,放入內裝有一定量樣品和氧氣的密閉氧彈,然後使樣品完全燃燒,放出的熱量透過氧彈傳給水及儀器,引起溫度升高。氧彈量熱計的基本原理是能量守恆定律,測量介質在燃燒前後溫度的變化值,則恆容燃燒熱為:
QV =(M/m)· W·(t終-t始)
式中:W為樣品燃燒放熱使水及儀器每升高1℃所需的熱量,稱為水當量。
水當量的求法是用已知燃燒熱的物質(如本實驗用苯甲酸)放在量熱計中燃燒,測定其始、終態溫度。一般來說,對不同樣品,只要每次的水量相同,水當量就是定值。
熱化學實驗常用的量熱計有兩種: 一種是絕熱式氧彈量熱儀,裝置中有溫度控制系統,在實驗過程中,環境與實驗體系的溫度始終相同或始終略低0.3℃,熱損失可以降低到極微小程度,可以直接測出初溫和最高溫度; 另一種為環境恆溫量熱儀,量熱計的最外層是溫度恆定的水夾套,實驗體系與環境之間有熱交換,因此需由溫度——時間曲線(即雷諾曲線)校正後進行確定初溫和最高溫度。
我們物理化學實驗室所用的量熱計是環境恆溫式量熱計。其實驗裝置如下圖所示。
HR—15型恆溫式量熱儀:
用途:主要用於煤炭、石油、食品、木材、炸藥等物質發熱量的測定。凡是生產使用可燃物質的企業和大專院校、科研及軍工等部門都需要測定可燃物的發熱量,以科研實驗資料說明可燃物質的主要質量標準。
熱容量 約10450 J/℃ (或:水當量W在-14450 J/℃左右)
鋼 彈(氧彈) 容 量 300 ml
真 空 度 13.33 Pa
充氧壓力 2.942 kPa
耐壓效能 9.807 kPa
內 筒 水 容 量 約3.3 升
實驗過程:
1.樣品壓片;氧彈充足氧;量熱計內筒調水溫;裝好氧彈...[詳細見教材...] 相關課件
2.開啟燃燒熱資料採集程式;待其水溫穩定幾min,點火;若溫度明顯上升,是點火成功;從微機螢幕上看溫度線變化,到溫度不再升高,幾min後即可停止實驗。資料記錄時間前後約20min。重新調節水溫燃燒第二個樣品。燃燒第一個樣品苯甲酸是為求水當量值;第二個是未知樣品。兩個樣品做完後用資料採集程式處理出結果。