基本介紹
- 中文名：量熱計測定焓
- 外文名：Enthalpy determination by calorimeter
- 領域：熱力學
- 原理：測定燃燒前後量熱計溫度的變化值
- 方式：將一定量萘樣品在氧彈中完全燃燒
簡介,實驗測定燃燒焓,實驗目的,實驗原理,實驗儀器、試劑,實驗裝置,實驗步驟,數據記錄與處理,結果與討論,
簡介
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的溫度升高。通過測定燃燒前後量熱計（包括氧彈周圍介質）溫度的變化值，就可以求出該樣品的燃燒熱（焓）。
實驗測定燃燒焓
實驗目的
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。
實驗原理
本實驗採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的溫度升高。通過測定燃燒前後量熱計（包括氧彈周圍介質）溫度的變化值，就可以求出該樣品的燃燒熱。實驗測得的是恆容反應熱QV，通過
即可計算得到萘的摩爾燃燒焓ΔCHm。
整個量熱計可看做一個等容絕熱系統，其熱力學能變ΔU為零。ΔU可表示為
引燃絲+
已知mB，QV,B，ΔT，則上式為：mB QV，B +lQl+KΔT=0
實驗測得熱容量K後，根據上式計算QV,B，進而換算為樣品的摩爾熱力學能變ΔCUm(B,T)，再算出樣品的摩爾燃燒焓DcHm(B,T)。
本實驗用已知標準摩爾燃燒焓的苯甲酸[ΔCHm(苯甲酸，s,298.15K)= -3226.71kJ/mol]來測定量熱計的熱容量K，Ql= -6.699J·cm。重複實驗，測定萘的摩爾燃燒焓。
由於量熱計無法做到完全絕熱，因此燃燒前後溫度差的測量值須經雷諾溫度校正圖校正。
實驗儀器、試劑
儀器：氧彈量熱計一台，壓片機一台，萬用表一隻，貝克曼溫度計一支，溫度計（0℃~100℃）一支，點火絲，容量瓶（1000ml）一隻，氧氣鋼瓶及減壓閥一隻
試劑：萘（A.R），苯甲酸（A.R）
實驗裝置
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，將彈內洗淨，擦乾。分別將引燃絲兩端固定在氧彈內兩電極柱上，藥片置於不鏽鋼坩堝中，使引燃絲接觸藥片表面，蓋上氧彈蓋並擰緊。
⑷打開氧氣瓶閥門，調節減壓閥，使壓力達到1~2MPa。將氧彈置於充氧器底座上，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，然後再次充氧約1 MPa，浸入水中檢查是否漏氣，確認密封良好後進行下一步實驗。
⑸將充有氧氣的氧彈放入內桶底座上，檢查攪拌葉片是否正常工作。量取低於室溫的3000ml自來水倒入內桶中，，將貝克曼溫度計的感測器豎直插入量熱計蓋上的孔中，其末端應處於氧彈高度的1/2處。插好點火插頭，裝好攪拌器，打開控制箱的電源開關，按下“攪拌”鍵。攪拌內桶水。儀表開始顯示內桶水溫。
⑹約5min~6min後，系統溫度達到恆定時，開始初期溫度讀數，每隔30s讀數一次。當讀第10次時，將開關旋至點火檔，仍每隔30s讀一次主期溫度讀數，直至兩次溫差小於0.005℃時，再繼續讀溫10次，讀數精確到0.005℃。
⑺停止攪拌，取出溫度計感測器，拔掉引火導線，取出氧彈並擦於其外殼，放掉氧氣，打開氧彈蓋，檢查燃燒是否完全。若內有積碳，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洗淨並擦乾氧彈內外壁，將內桶蒸餾水倒入儲水桶，擦乾全部設備。待氧彈及內桶和攪拌器溫度與室溫平衡後再做下一步實驗。
2、萘的恆熔燃燒熱值測定
稱取0.6945g左右的萘，實驗步驟同上。
數據記錄與處理
室溫： 12.8℃ 大氣壓力：101.54KPa
⑴苯甲酸的實驗數據
樣品質量：0.626g 引燃絲初始長度：13.21cm
剩餘引燃絲長度：3.7cm
⑵萘的實驗數據
樣品質量：0.571g 引燃絲初始長度：12.21cm
剩餘引燃絲長度：3.49cm
苯甲酸燃燒前後所得的一系列水溫和時間關係圖（大致趨勢如下圖）
萘燃燒前後所得的一系列水溫和時間關係圖（大致趨勢如下圖）
最後計算實驗的相對誤差。
結果與討論
1.造成誤差的原因有：
a試劑如果不純，就會影響實驗結果的測定
b在校正雷諾溫度時，看圖讀數會有誤差
c引燃絲不是直的，導致測量長度時讀數會有所偏差
2、用氧彈量熱計測定燃燒焓時，要儘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。
