实验一 燃烧热的测定
内容提要
燃烧热是热化学中重要的基本数据，利用燃烧热的数据以及盖斯定律可以计算其他反应的热效应。本实验采用氧弹式量热计测定萘的燃烧热(即定容反应热),并通过计算求定压反应热。
目的要求
1、了解氧弹量热计的原理、构造和使用方法,学会用其测定固定试样的燃烧热。
2、学习有关热化学实验的一般知识。
实验关键
1、用天平称量要准确,尽量做到既不引进杂质,又不丢失样品。
2、充氧时注意旋紧氧弹盖，以免漏气而燃烧不完全。
预备知识
燃烧热是温度为T时由物质B与氧进行完全氧化所放出的热。要注意“完全氧化反应”的含意。C氧化生成CO并非完全氧化反应,因CO尚能继续氧化生成C02。
实验原理
燃烧热的测定是将可燃物质、氧化剂及其容器与周围环境隔离,测定燃烧前后系统温度的升高值⊿T,再根据系统的热容C,可燃物质的质量m,计算每克物质的燃烧热Q。即系统的热容,一般是利用已知燃烧热的标准物质在相同条件下完全燃烧,根据其燃烧前后系统温度的变化Aγ,质量矿,每克物质的燃烧热QF，利用下式求出：
本实验测得的是恒容反应热，可以通过Qp反应热求得。
目的
用氧弹量热计测定萘的燃烧热。
原理
在适当的条件下，几乎所有的有机物都能迅速而完全地进行氧化反应,这就为准确测定它们的燃烧热创造了有利条件。
为了使被测物质能迅速而完全燃烧，就需要有强有力的氧化剂。在实验中经常使用压力为25～30大气压（2533～3039 kpa）的氧气作为氧化剂。用GR-3500型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。
标准燃烧热指的是：在标准状态下，1mol物质完全燃烧成同一温度的指定产物（C和H的燃烧产物为CO2，H2O）的焓变化。用△cHmq表示。
在氧弹量热计中，可测得物质的定容摩尔燃烧热△cUm：若气体为理想气体，忽略压力影响，则
△cHmq = △cUm ＋△n·R·T
△n—燃烧前后气体的物质的量的变化。
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硝酸的生成热，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:
Qv·a＋qb＋1.43c = w·h·△t＋c总·△t
式中：Qv—被测物质的定容燃烧热（卡/克）；a—被测物质的重量（克）；q—引火丝的燃烧热(卡/克)（铁丝为1600卡/克，镍丝为775卡/克），b—烧掉了的引火丝重量（克）；1.43硝酸生成热为14300卡/摩,当用0.1000mol.L-1NaOH来滴定生成的硝酸时,每毫升碱相当于1.43卡；c—滴定生成的硝酸时，耗用0.010Omol.L-1 NaOH毫升数（要求不严格时可忽略）；w—水桶中的水重（克），h—水的比热(卡/克·度)；C总—氧弹、水桶的总热容（卡/度）；
△t—与环境无热交换时的真实温差(度)。
如在实验时保持水桶中水量一定,把上式右端常数合并得到下式：
Qv·a＋qb＋1.43c = K·△t （*）
式中：K= （w·h + c总）卡/度，称为量热计的水当量。
实际上,氧弹式量热计不是严格的绝热系统,加之由于传热速度的限制,燃烧后由最低温度达最高温度需一定的时间，在这段时间里系统与环境难免发生热交换，因而从温度计上读得的温差就不是真实的温差△t。为此,必须对读得的温差进行校正,下面是常用的经验公式：
（**）
式中：V—点火前，每半分钟量热计的平均温度变化；
V1—样品燃烧使量热计温度达最高而开始下降后，每半分钟的平均温度变化；
m—点火后,温度上升很快(大于每半分钟0.3℃)的半分钟间隔数;
r—点火后,温度上升较慢的半分钟间隔数。
在考虑了温差校正后,其实温差△t应该是：
△t= t高－t低＋△t校正
式中: t低—点火前读得量热计的最低温度:
t高—点火后,量热计达到最高温度后,开始下降的第一个读数。
从(*)式可知，要测得样品的Qv必须知道仪器常数（仪器的水当量）K。测定的方法是以一定量的已知燃烧的标准物质（常用苯甲酸,其Qv = 6329卡/克）在相同的条件下进行实验,测得t低、t高,并用（**）式算出△t校正后,就可按(*)式算出K值。
若实验所采用的仪器是WGR-1G微电脑量热计,其特点是铅电阻探头测温,计算机读数计算、人工调制温差、人工称水、装水。氧弹和内筒是仪器的主体,即实验所研究的系统。系统与外筒隔以空气绝热层,下方有绝热垫片架起,上方有绝热盖板覆盖,以减少对流和蒸发。为了减少辐射及控制环境温度恒定，外筒中灌满与系统温度相近的水。为使系统温度很快达到均匀，还装有内筒搅拌装置。铅电阻测温探头测得温度信号，通过测温卡放大，模拟转换传送给计算机，计算机将测温卡传递过来的温度信号进行数据处理，运算、显示结果,并且通过温度控制器控制搅拌、点火,测试完毕后自动打印有关数据、图形及结果。
仪器与试剂：
附件-96958597775978758.doc