㈠ 如何測定液體燃燒熱
有機物的燃燒焓△cHm是指1摩爾的有機物在P時完全燃燒所放出的熱量,通常稱燃燒熱.燃燒產物指定該化合物中C變為CO2 (g),H 變為H2O(l),S變為SO2 (g),N變為N2 (g),Cl變為HCl(aq),金屬都成為游離狀態.
燃燒熱的測定,除了有其實際應用價值外,還可用來求算化合物的生成熱,
化學
反應的 反應熱和鍵能等.?
量熱方法是熱力學的一個基本實驗方法.熱量有 Qp 和 Qv 之 分.用氧彈熱量計測得的是恆容燃燒熱Qv;從手冊上查到的燃燒熱數值都是在298.15K,10 1.325kPa條件下,即標准摩爾燃燒焓,屬於恆壓燃燒熱Qp.由熱力學第一定律可知,Qv=△U;Qp=△H.若把參加反應的氣體和反應生成的氣體都作為理想氣體處理,則它們之間存在 以下關系:
△H=△U+△(PV) Qp=Qv+△nRT
式中,△n為反 應前後反應物和生成物中氣體的物質的量之差;R為氣體常數;T為反應的熱力學溫度.
在本實驗中,設有mg物質在氧彈中燃燒,可使Wg水及量熱器本身由T1升高到T2 , 令Cm代表量熱器的熱容,Qv為該有機物的恆容摩爾燃燒熱,則:
|Qv|=(Cm+W)(T2 - T1)·M / m
式中,M為該有機物的摩爾質量.
該有機物的燃燒熱則為:?
△cHm =△rHm=Qp=Qv+△nRT
= -M (Cm+W)(T2 - T1)/ m+△nRT
由上式,我們可先用已知燃燒熱值的苯甲酸,求出量熱體系的總熱容 量(Cm+W)後,再用相同方法對其它物質進行測定,測出溫升△T=T2 - T1,代入上式,即可 求得其燃燒熱.
3 儀器 試劑
GR3500型氧彈熱量計 1套 直尺 1把 精密電子溫差測量儀 1台 剪刀 1把氧氣鋼瓶 1個 萬用電表 1個氧氣減壓閥 1個 台秤 1台壓片機 1台 引燃專用絲
容量瓶(1000mL,500mL)各 1個 苯甲酸(分析純)
萘(分析純)
4 實驗步驟
測定熱量計的水當量(即總熱容量)
① 壓片
用台秤預稱取0.9g～1.1g的苯甲酸,在壓片機上壓成圓片.樣片壓得太緊,點火時不易全部燃燒;壓得太松,樣品容易脫落.將壓片製成的樣品放在干凈的濾紙上,小心除掉有污染和易脫落部分,然後在分析天平上精確稱量.
裝氧彈
a 截取20 cm的鎳鉻燃燒絲,在直徑約3mm的玻璃棒上,將其中段繞成螺旋形5圈～6圈.
b 將氧彈蓋取下放在專用的彈頭座上,用濾紙擦凈電極及不銹鋼坩堝.先放好坩堝,然後用鑷子將樣品放在坩堝正中央.將准備好的燃燒絲兩端固定在電極上,並將螺旋部分緊貼在樣品的上表面,然後小心旋緊氧彈蓋.用萬用表檢查兩電極間的電阻值,一般不應大於20Ω.
充氧氣
充氣前先用扳手輕輕擰緊氧彈上的放氣閥.
第二,用手擰掉氧彈上的充氣閥螺絲,將氧氣鋼瓶上的充氣管螺絲擰入充氣閥,用扳 手輕輕擰緊.檢查氧氣鋼瓶上的減壓閥,使其處於關閉狀態,再打開氧氣鋼瓶上的總開關. 然後輕輕擰緊減壓閥螺桿(擰緊即是打開減壓閥),使氧氣緩慢進入氧彈內.待減壓閥上的減壓表壓力指到1.8MPa～2.0MPa之間時停止,使氧彈和鋼瓶之間的氣路斷開.這時再從氧彈上取下充氣螺絲,並將原來氧彈上的充氣閥螺絲擰回原處.充氣完畢關閉氧氣鋼瓶總開關,並 擰松壓閥螺桿.
安裝熱量計:熱量計包括外筒,攪拌馬達,內筒和控制台等.
先放好內筒,調整好攪拌,注意不要碰壁.將氧彈放在內筒正中央,接好點火插 頭,加入3000mL自來水.插入精密電子溫差測量儀上的測溫探頭,注意既不要和氧彈接觸,又不要和內筒壁接觸,使導線從蓋孔中出來,安裝完畢.再次用萬用表檢查電路是否暢通.
數據測量:打開攪拌,穩定後打開精密電子溫差測量儀,監視內筒溫度. 待溫度基本穩定後開始記錄數據,整個數據記錄分為三個階段:
a 初期:這是樣品燃燒以前的階段.在這一階段觀測和記錄周圍環境和量熱體系在試驗開始溫度下的熱交換關系.每隔1分鍾讀取溫度1次,共讀取6次.
b 主期:從點火開始至傳熱平衡稱為主期.
在讀取初期最末1次數值的同時,旋轉點火旋鈕即進入主期.此時每0 .5min讀取溫度1次,直到溫度不再上升而開始下降的第1次溫度為止.
c 末期:這一階段的目的與初期相同,是觀察在試驗後期的熱交換關系.此階段仍是每0.5min讀取溫度1次,直至溫度停止下降為止(約共讀取10次).
停止觀測溫度後,從熱量計中取出氧彈,緩緩旋開放氣閥,在5min左右放盡氣體,擰開並取下氧彈蓋,氧彈中如有煙黑 或未燃盡的試樣殘余,試驗失敗,應重做.實驗結束,用干布將氧彈內外表面和彈蓋擦凈,最好用熱風將彈蓋及零件吹乾或風干.
萘的燃燒熱的測定:稱取0.8g～1g 萘,用同樣的方法進行測定.
5 數據處理
(1) 用雷諾法校正溫差.具體方法為:將燃燒前後觀察所得的一系列水溫和時間關系作圖,得一曲線,如圖Ⅱ-1-1所示.
圖Ⅱ-1-1 雷諾溫度校正圖 圖Ⅱ- 1-2 絕熱良好情況下的雷諾校正圖
圖中H點意味著燃燒開始,熱傳入介質;D點為觀察到的最高溫度值;從相當於室溫的J點作水平線交曲線與I,過I點作垂線ab,再將FH線和GD線延長並交ab線於A,C兩點,其間的溫度差值即為經過校正的△T.圖中Ⅱ-1-1A A′為開始燃燒到溫度上升至室溫這一段時間△t1內,由環境輻射和攪拌引進的能量所造成的升溫,故應予扣除.CC′為由室溫升到最高點D這一段時間△t2內,熱量計向環境的熱漏造成的溫度降低,計算時必須考慮在內,故可認為,AC兩點的差值較客觀地表示了樣品燃燒引起的升溫數值.
在某些情況下,熱量計的絕熱性能良好,熱漏很小,而攪拌器功率較大,不斷引進的能量使得曲線不出現極高溫度點,如圖Ⅱ-1-2.校正方法相似.
用公式法校正溫差:
①量結果按下列公式計算:
K=(Q·a+gb) / 〔(T-T.)+△t〕
式中 K——量熱體系的熱容量;
Q——苯甲酸的熱值( J·g-1);
a——苯甲酸的重量(g);
g——燃燒絲的熱值(J·g-1);
b——實際消耗的引火絲重量(g );
T——直接觀測到的主期的最終溫度;
T0——直接觀測到的主期的最初溫度;
t——熱量計熱交換校正值.
② 熱量計熱交換校正值△t,用奔特公式計算:
△t=m(v+v1) / 2+v1r
式中: v——初期溫度變率;
v1——末期溫度變率;
m——在主期中每0.5min溫度上升不小於0.3℃的間隔數,第一間隔不管溫度升高多少度都計入m中;
r:在主期每半分鍾溫度上升小於0.3℃的間隔數;
③記錄及計算示例:
室 溫 :22.3℃;
外筒溫度:22.5℃;
內筒溫度:21.8℃;
苯甲酸熱值:26465J·g-1
6 注意事項
(1) 試樣在氧彈中燃燒產生的壓力可達14MPa. 因此在使用後應將氧彈內部擦乾凈,以免引起彈壁腐蝕,減少其強度.
(2) 氧彈,量熱容器,攪拌器在使用完畢後,應用干布擦去水跡,保持表面清潔乾燥.
(3) 氧氣遇油脂會爆炸.因此氧氣減壓器,氧彈以及氧氣通過的各個部件,各連接部分不允許有油污,更不允許使用潤滑油.如發現油垢,應用乙醚或其它有機溶劑清洗干凈.
坩堝在每次使用後,必須清洗和除去碳化物,並用紗布清除粘著的污點.
7.思考題
(1) 固體樣品為什麼要壓成片狀 如何測定液體樣品的燃燒熱
(2) 根據誤差分析,指出本實驗的最大測量誤差所在.
(3) 如何用萘的燃燒熱數據來計算萘的標准生成熱
㈡ 在做燃燒熱的測定為什麼實驗測得的溫度要用雷諾圖解法校正
雷諾圖解法溫度校正基本思想：
實際上，熱量計與周圍環境的熱交換無法完全避免，它對溫差測量值的影響可用雷諾（renolds）
溫度校正圖校正。具體方法為：稱取適量待測物質，估計其燃燒後可使水溫上升1.5～2.00c。預先調節水溫低於室溫1.00c左右。按操作步驟進行測定，將燃燒前後觀察所得的一系列水溫和時間關系作圖。圖中h點意味著燃燒開始，熱傳入介質；d點為觀察到gd線延長並交
ab
線於a、c兩點，其間的溫度差值即為經過校正的
。圖中aa′為開始燃燒到溫度上升至室溫這一段時間△t1內，由環境輻射和攪拌引進的能量所造成的升溫，故應予扣除。cc′為由室溫升高到最高點d這一段時間△t2內，熱量計向環境的熱漏造成的溫度降低，計算時必須考慮在內。故可認為，ac兩點的差值較客觀地表示了樣品燃燒引起的升溫數值。
在某些情況下，熱量計的絕熱性能主良好，熱漏很小，而攪拌器功率較大，不斷引進的能量使得曲線不出現極高溫度點。
㈢ 燃燒熱測定的方法有哪些
燃燒熱的測定有專門的測量儀器：量熱計
㈣ 燃燒熱的測定
一般來說，如果待測物質是固體的話，標准方法是用鋼彈量熱器，這個是很經典的方法了，很多大學教科書里都有，非常詳細了。網上也能找到，都是很標準的方法。
㈤ 如何測定液體樣品的燃燒熱
燃燒熱就是一MOL物質完全燃燒產生穩定氧化物放出的熱量。一般用氧彈熱量計測定有機物燃燒熱的方法。
有機物的燃燒熱△cHm是指1摩爾的有機物在P時完全燃燒所放出的熱量,通常稱燃燒熱.燃燒產物指定該化合物中C變為CO2 (g),H 變為H2O(l),S變為SO2 (g),N變為N2 (g),Cl變為HCl(aq),金屬都成為游離狀態.
燃燒熱的測定,除了有其實際應用價值外,還可用來求算化合物的生成熱,化學反應的反應熱和鍵能等.
量熱方法是熱力學的一個基本實驗方法.熱量有 Qp 和 Qv 之 分.用氧彈熱量計測得的是恆容燃燒熱Qv;從手冊上查到的燃燒熱數值都是在298.15K,10 1.325kPa條件下,即標准摩爾燃燒焓,屬於恆壓燃燒熱Qp.由熱力學第一定律可知,Qv=△U;Qp=△H.若把參加反應的氣體和反應生成的氣體都作為理想氣體處理,則它們之間存在 以下關系:
△H=△U+△(PV) Qp=Qv+△nRT
式中,△n為反 應前後反應物和生成物中氣體的物質的量之差;R為氣體常數;T為反應的熱力學溫度.
在本實驗中,設有mg物質在氧彈中燃燒,可使Wg水及量熱器本身由T1升高到T2 , 令Cm代表量熱器的熱容,Qv為該有機物的恆容摩爾燃燒熱,則:
|Qv|=(Cm+W)(T2 - T1)·M / m
式中,M為該有機物的摩爾質量.
該有機物的燃燒熱則為:?
△cHm =△rHm=Qp=Qv+△nRT
= -M (Cm+W)(T2 - T1)/ m+△nRT
由上式,我們可先用已知燃燒熱值的苯甲酸,求出量熱體系的總熱容 量(Cm+W)後,再用相同方法對其它物質進行測定,測出溫升△T=T2 - T1,代入上式,即可 求得其燃燒熱.
㈥ 如何測定液體燃燒熱
燃燒熱就是一mol物質完全燃燒產生穩定氧化物放出的熱量。一般用氧彈熱量計測定有機物燃燒熱的方法。
有機物的燃燒熱△chm是指1摩爾的有機物在p時完全燃燒所放出的熱量,通常稱燃燒熱.燃燒產物指定該化合物中c變為co2
(g),h
變為h2o(l),s變為so2
(g),n變為n2
(g),cl變為hcl(aq),金屬都成為游離狀態.
燃燒熱的測定,除了有其實際應用價值外,還可用來求算化合物的生成熱,化學反應的反應熱和鍵能等.
量熱方法是熱力學的一個基本實驗方法.熱量有
qp
和
qv
之
分.用氧彈熱量計測得的是恆容燃燒熱qv;從手冊上查到的燃燒熱數值都是在298.15k,10
1.325kpa條件下,即標准摩爾燃燒焓,屬於恆壓燃燒熱qp.由熱力學第一定律可知,qv=△u;qp=△h.若把參加反應的氣體和反應生成的氣體都作為理想氣體處理,則它們之間存在
以下關系:
△h=△u+△(pv)
qp=qv+△nrt
式中,△n為反
應前後反應物和生成物中氣體的物質的量之差;r為氣體常數;t為反應的熱力學溫度.
在本實驗中,設有mg物質在氧彈中燃燒,可使wg水及量熱器本身由t1升高到t2
,
令cm代表量熱器的熱容,qv為該有機物的恆容摩爾燃燒熱,則:
|qv|=(cm+w)(t2
-
t1)·m
/
m
式中,m為該有機物的摩爾質量.
該有機物的燃燒熱則為:?
△chm
=△rhm=qp=qv+△nrt
=
-m
(cm+w)(t2
-
t1)/
m+△nrt
由上式,我們可先用已知燃燒熱值的苯甲酸,求出量熱體系的總熱容
量(cm+w)後,再用相同方法對其它物質進行測定,測出溫升△t=t2
-
t1,代入上式,即可
求得其燃燒熱.
㈦ 求液體跟氣體燃燒熱的測定方法，以天然氣，石油跟甲醇為例
液體：
實驗步驟
測定熱量計的水當量(即總熱容量)
① 壓片
用台秤預稱取0.9g～1.1g的苯甲酸,在壓片機上壓成圓片.樣片壓得太緊,點火時不易全部燃燒;壓得太松,樣品容易脫落.將壓片製成的樣品放在干凈的濾紙上,小心除掉有污染和易脫落部分,然後在分析天平上精確稱量.
裝氧彈
a 截取20 cm的鎳鉻燃燒絲,在直徑約3mm的玻璃棒上,將其中段繞成螺旋形5圈～6圈.
b 將氧彈蓋取下放在專用的彈頭座上,用濾紙擦凈電極及不銹鋼坩堝.先放好坩堝,然後用鑷子將樣品放在坩堝正中央.將准備好的燃燒絲兩端固定在電極上,並將螺旋部分緊貼在樣品的上表面,然後小心旋緊氧彈蓋.用萬用表檢查兩電極間的電阻值,一般不應大於20Ω.
充氧氣
充氣前先用扳手輕輕擰緊氧彈上的放氣閥.
第二,用手擰掉氧彈上的充氣閥螺絲,將氧氣鋼瓶上的充氣管螺絲擰入充氣閥,用扳 手輕輕擰緊.檢查氧氣鋼瓶上的減壓閥,使其處於關閉狀態,再打開氧氣鋼瓶上的總開關. 然後輕輕擰緊減壓閥螺桿(擰緊即是打開減壓閥),使氧氣緩慢進入氧彈內.待減壓閥上的減壓表壓力指到1.8MPa～2.0MPa之間時停止,使氧彈和鋼瓶之間的氣路斷開.這時再從氧彈上取下充氣螺絲,並將原來氧彈上的充氣閥螺絲擰回原處.充氣完畢關閉氧氣鋼瓶總開關,並 擰松壓閥螺桿.
安裝熱量計:熱量計包括外筒,攪拌馬達,內筒和控制台等.
先放好內筒,調整好攪拌,注意不要碰壁.將氧彈放在內筒正中央,接好點火插 頭,加入3000mL自來水.插入精密電子溫差測量儀上的測溫探頭,注意既不要和氧彈接觸,又不要和內筒壁接觸,使導線從蓋孔中出來,安裝完畢.再次用萬用表檢查電路是否暢通.
數據測量:打開攪拌,穩定後打開精密電子溫差測量儀,監視內筒溫度. 待溫度基本穩定後開始記錄數據,整個數據記錄分為三個階段:
a 初期:這是樣品燃燒以前的階段.在這一階段觀測和記錄周圍環境和量熱體系在試驗開始溫度下的熱交換關系.每隔1分鍾讀取溫度1次,共讀取6次.
b 主期:從點火開始至傳熱平衡稱為主期.
在讀取初期最末1次數值的同時,旋轉點火旋鈕即進入主期.此時每0 .5min讀取溫度1次,直到溫度不再上升而開始下降的第1次溫度為止.
c 末期:這一階段的目的與初期相同,是觀察在試驗後期的熱交換關系.此階段仍是每0.5min讀取溫度1次,直至溫度停止下降為止(約共讀取10次).
停止觀測溫度後,從熱量計中取出氧彈,緩緩旋開放氣閥,在5min左右放盡氣體,擰開並取下氧彈蓋,氧彈中如有煙黑 或未燃盡的試樣殘余,試驗失敗,應重做.實驗結束,用干布將氧彈內外表面和彈蓋擦凈,最好用熱風將彈蓋及零件吹乾或風干.
萘的燃燒熱的測定:稱取0.8g～1g 萘,用同樣的方法進行測定.
氣體：
下載這個http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-FXJJ198206014.htm
㈧ 在燃燒熱的測定中,採用了哪些絕熱措施
燃燒熱的測定採用增加隔熱層例如泡沫等等來減緩熱量的擴散。
燃燒熱(ΔcH0)是指物質與氧氣進行完全燃燒反應時放出的熱量。它一般用單位物質的量、單位質量或單位體積的燃料燃燒時放出的能量計量。燃燒反應通常是烴類在氧氣中燃燒生成二氧化碳、水並放熱的反應。燃燒熱可以用彈式量熱計測量，也可以直接查表獲得反應物、產物的生成焓(ΔfH0)再相減求得。
要點
1.規定在101 kPa壓強，測出反應所放出的熱量，因為壓強不定，反應熱數值不相同．
2.規定可燃物物質的量為1 mol。（具有可比性）
3.規定必須生成穩定的氧化物的原因是，即使是等量的純物質在等壓強情況下，與不同氣體燃燒釋放出的熱量不同，例如 Mg（s） 在 O2（g）和 Mg（s）在 Cl2（g）燃燒釋放的熱量不同。為了統一標准，規定生成化合物。
4.規定可燃物完全燃燒生成穩定化合物所放出的熱量為標准．（例如：H2S(g)+1/2O2（g）=H2O（l）+S↓; ΔH1，由於生成的S沒有燃燒完全，所以這個反應放出的熱量ΔH1不能作為H2S的燃燒熱，當H2S(g)+3/2O2（g）=H2O（l）+SO2（g）；ΔH2，這時水的狀態為穩定的液態，而也生成穩定的氧化物SO2，所以這時的ΔH2就是H2S的燃燒熱。另外，對於水來說，1mol可燃物完全燃燒必須生成液態水時放出的熱量才能稱為燃燒熱，氣態水不可以。）
注意點
燃燒熱是以1 mol可燃物作為標准來進行測定的，因此在計算燃燒熱時，熱化學方程式里其他物質的化學計量數常出現分數：如H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)；ΔH=－285．8 kJ·mol－1 這時的分數是代表摩爾數（即為參加反應的物質的量）而不是分子個數，所以是合理的。