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燃燒熱的測(cè)定基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅲ(物理化學(xué)實(shí)驗(yàn))燃燒熱的測(cè)定基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅲ(物理化學(xué)實(shí)驗(yàn))燃燒熱、恒壓燃燒熱、恒容燃燒熱。知識(shí)點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練要點(diǎn)知識(shí)點(diǎn):氧彈量熱計(jì)的使用、雷諾圖解法(均為首次訓(xùn)練)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練要點(diǎn):燃燒熱、恒壓燃燒熱、恒容燃燒熱。知識(shí)點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練要點(diǎn)知識(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)步驟
四、注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)六、實(shí)驗(yàn)延伸七、思考題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)步驟四、注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)總一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用氧彈量熱計(jì)測(cè)定萘的燃燒熱。2.明確燃燒熱的定義,了解恒壓燃燒熱和恒容燃燒熱的差別。3.了解量熱計(jì)中主要部分的作用,掌握氧彈量熱計(jì)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。4.學(xué)會(huì)雷諾圖解法校正溫度改變值。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用氧彈量熱計(jì)測(cè)定萘的燃燒熱。二、實(shí)驗(yàn)原理1.燃燒熱1mol物質(zhì)完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱稱為燃燒熱。在恒壓條件下測(cè)定的燃燒熱稱為恒壓燃燒熱Qp(=H);在恒容條件下測(cè)定的燃燒熱稱為恒容燃燒熱QV(=U)。H=U+(pV)Qp=QV+nRT
n為反應(yīng)前后生成物和反應(yīng)物中氣體的物質(zhì)的量之差。若把參加反應(yīng)的氣體和反應(yīng)生成的氣體作為理想氣體處理,則有下列關(guān)系式:二、實(shí)驗(yàn)原理1.燃燒熱1mol物質(zhì)完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱稱為2.測(cè)量氧彈量熱計(jì)是一種環(huán)境恒溫式的量熱計(jì)。
氧彈量熱計(jì)的基本原理是能量守恒定律。樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及其周圍的介質(zhì)(本實(shí)驗(yàn)中為水)以及和量熱計(jì)有關(guān)附件的溫度升高。測(cè)量介質(zhì)在燃燒前后溫度的變化值,就可求算該樣品的恒容燃燒熱QV。
QV=(CW+W’)ΔTW’稱為量熱計(jì)的水當(dāng)量,即除水之外,量熱計(jì)升高1℃所需的熱量;T為樣品燃燒前后水溫的變化值。
2.測(cè)量氧彈量熱計(jì)是一種環(huán)境恒溫式的量熱計(jì)。氧彈量熱計(jì)qV單位:kJ/g,QV,m=qv·Mr苯甲酸的燃燒熱為-26.460kJ·g-1;燃燒鐵絲的燃燒熱值為-6.695kJ·g-1。量熱計(jì)和周圍環(huán)境之間的熱交換是無法完全避免的,它對(duì)溫差測(cè)量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。
qV單位:kJ/g,QV,m=qv·Mr苯甲酸的燃3.雷諾溫度校正圖3.雷諾溫度校正圖4.儀器和試劑XRY-1A數(shù)顯氧彈式熱量計(jì)(上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司)1套VCY-4充氧器1臺(tái)壓片機(jī)1臺(tái)直尺1把剪刀1把氧氣鋼瓶1只引燃專用鐵絲1000mL容量1個(gè)2000mL容量瓶1個(gè)苯甲酸(分析純)萘(分析純)
4.儀器和試劑XRY-1A數(shù)顯氧彈式熱量計(jì)(上海昌吉地質(zhì)儀三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:稱重和壓片(2)裝置氧彈
(3)充氣(4)燃燒2.萘的燃燒熱測(cè)定(5)測(cè)量溫度三、實(shí)驗(yàn)步驟1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:稱重和壓三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:稱重和壓片壓片機(jī)用臺(tái)秤稱取大約1g苯甲酸(切勿超過1.0g)在壓片機(jī)上壓成圓片,防止充氣時(shí)沖散樣品,使燃燒不完全,造成實(shí)驗(yàn)誤差將壓好片的樣品在干凈的玻璃上輕擊二、三次,再用分析天平精確稱量。三、實(shí)驗(yàn)步驟1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:壓片機(jī)注意樣品不要壓得太緊或太松,樣片壓得太緊,點(diǎn)火時(shí)不易全部燃燒;壓得太松,樣品容易脫落。壓片機(jī)注意樣品不要壓得太緊或太松,樣片壓得太緊,點(diǎn)火時(shí)不易(2)裝置氧彈
氧彈熱量計(jì)安裝示意圖
擰開氧彈蓋小心將壓好的樣片放在燃燒杯內(nèi)(樣品最好接觸燃燒杯底部)將點(diǎn)火絲的兩端分別緊繞在電極的下端(兩電極與燃燒杯不能相碰或短路,即點(diǎn)火絲不應(yīng)與燃燒杯相接觸)用萬用表檢查兩電極是否通路。若通路,則旋緊氧彈出氣口后即可以充氧氣。(2)裝置氧彈氧彈熱量計(jì)安裝示意圖擰開氧彈蓋小心將壓氧彈蓋氧彈體氧彈架圖Ⅱ-3-1氧彈熱量計(jì)安裝示意圖
氧彈蓋氧彈體氧彈架圖Ⅱ-3-1氧彈熱量計(jì)安裝示意圖(3)充氣氧氣鋼瓶高壓表低壓表總閥門低壓表調(diào)節(jié)螺桿將氧彈進(jìn)氣管口的螺栓卸下將高壓鋼瓶導(dǎo)氣管與進(jìn)氣孔相連打開鋼瓶總開關(guān)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿,使低壓表顯示值為0.5MPa(3)充氣氧氣高壓表低壓表總閥門低壓表將氧彈進(jìn)氣管將高壓鋼瓶關(guān)閉氧彈出口。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿使氧彈中充大約1.2MPa的氧氣開啟氧彈出口大約1min(有嘶嘶的響聲),借以趕出彈中空氣(此時(shí)仍進(jìn)氣)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)減壓閥手柄至放松位置,旋下導(dǎo)氣管,將氧彈的進(jìn)氣螺栓旋上氧氣鋼瓶高壓表低壓表總閥門低壓表調(diào)節(jié)螺桿再次用萬用表檢查氧彈中兩電極間的電阻關(guān)閉氧彈出口。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿使氧彈中充大約1.氧氣鋼瓶高壓表低壓表總閥門低壓表調(diào)節(jié)螺桿氧氣高壓表低壓表總閥門低壓表1)準(zhǔn)確量取已調(diào)節(jié)到低于室溫1.0℃的自來水3L,倒入盛水桶內(nèi)中。氧彈放入桶中央,插好電極,蓋上蓋子,注意把測(cè)溫探頭插入對(duì)準(zhǔn)水桶的孔中。(4)燃燒測(cè)溫探頭1)準(zhǔn)確量取已調(diào)節(jié)到低于室溫1.0℃的自來水3L,倒打開電源,在控制面板上按下攪拌按鈕,恒溫?cái)嚢?。待溫度穩(wěn)定上升后按下復(fù)位按鈕,并開始計(jì)數(shù),每隔30s記錄一次溫度。記錄12次后,按下點(diǎn)火按鈕,繼續(xù)每隔30s記錄溫度數(shù)據(jù)。大概30s后,顯示溫度(溫差)開始迅速上升,表明樣品點(diǎn)火成功。如果點(diǎn)火1min~2min后,顯示溫度仍未有顯著變化,表明點(diǎn)火失敗,需重新開始實(shí)驗(yàn)打開電源,在控制面板上按下攪拌按鈕,恒溫?cái)嚢?。待溫度穩(wěn)定上升等顯示溫度達(dá)到最大值后,再測(cè)幾組數(shù)據(jù),即可結(jié)束本次測(cè)定過程。一般點(diǎn)火后需要記錄28~30次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,關(guān)閉攪拌器,取出溫度探頭,拔下電極,再取出氧彈,用放氣閥放放掉余氣。旋開氧彈蓋,檢查樣品燃燒是否完全。氧彈中應(yīng)沒有明顯的燃燒殘?jiān)?,否則應(yīng)重做實(shí)驗(yàn)。(5)測(cè)量溫度:測(cè)量燃燒后剩下的鐵絲長(zhǎng)度,計(jì)算鐵絲的實(shí)際燃燒長(zhǎng)度。最后擦干氧彈和盛水桶。等顯示溫度達(dá)到最大值后,再測(cè)幾組數(shù)據(jù),即可結(jié)束本次測(cè)定過程。氧彈熱量計(jì)安裝示意圖
氧彈熱量計(jì)安裝示意圖燃燒熱的測(cè)定課件四、注意事項(xiàng)1.苯甲酸必須經(jīng)過干燥,受潮樣品不易點(diǎn)燃且稱量有誤。壓片時(shí),不能太實(shí)(緊),否則不易點(diǎn)燃;也不宜太松,否則樣品脫落,秤量不準(zhǔn)。2.氧氣遇油脂會(huì)爆炸。因此氧氣減壓閥、氧彈以及氧氣通過的各部件、各連接部分不允許有油污,更不許使用潤(rùn)滑油。3.電極切勿與燃燒皿接觸,燃燒絲與燃燒皿亦不能相碰,以免引起短路4.氧彈放入內(nèi)桶中后如有氣泡,說明氧彈漏氣,應(yīng)設(shè)法排除故障。5.進(jìn)行萘的燃燒熱測(cè)量時(shí)需要重新調(diào)節(jié)水溫和量取水的體積。四、注意事項(xiàng)1.苯甲酸必須經(jīng)過干燥,受潮樣品不易點(diǎn)燃且稱量五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)(一)數(shù)據(jù)處理
根據(jù)所用儀器的精度,正確表示測(cè)量結(jié)果,并指出最大測(cè)量誤差所在。
苯甲酸的恒壓燃燒熱為-
26.460kJ·g-1;引燃鐵絲的燃燒熱值為-
6.695kJ·g-1
。作苯甲酸和萘燃燒的雷諾溫度校正圖,由ΔT計(jì)算熱量計(jì)的水當(dāng)量和萘的恒容燃燒熱QV,并計(jì)算其恒壓燃燒熱Qp。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)(一)數(shù)據(jù)處理根據(jù)所用儀器的精度(1)在精確測(cè)量中燃燒絲的燃燒熱以及氧氣中其他雜質(zhì)氧化所產(chǎn)生的熱效應(yīng)都應(yīng)從總熱量中扣除。(二)討論(2)燃燒絲的燃燒熱扣除方法:可將燃燒絲在實(shí)驗(yàn)前稱重,燃燒后用稀鹽酸浸洗,蒸餾水洗凈,吹干,稱重,求出燃燒過程中失重的量(燃燒絲的熱值為6695J.g-1)。(3)其他雜質(zhì)氧化所產(chǎn)生的熱效應(yīng)扣除方法:可用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定洗劑氧彈內(nèi)壁的蒸餾水(在燃燒前可先在氧彈中加入0.5mL的水),1mL0.1mol·L-1NaOH溶液相當(dāng)于5.983J。(1)在精確測(cè)量中燃燒絲的燃燒熱以及氧氣中其他雜質(zhì)氧化所產(chǎn)在實(shí)際測(cè)量中,由于熱量計(jì)和周圍環(huán)境之間的熱交換無法避免,它對(duì)溫差測(cè)量值的影響可用雷諾(Renolds)溫度校正圖校正。圖Ⅱ-3-2雷諾溫度校正圖(2)用雷諾圖確定實(shí)驗(yàn)中的T在實(shí)際測(cè)量中,由于熱量計(jì)和周圍環(huán)境之間的熱交換無法避免,它對(duì)(1)稱取適量待測(cè)物質(zhì),估計(jì)其燃燒后可使水溫上升1.5~2.0℃。因此,預(yù)先調(diào)節(jié)水溫低于室溫1.0℃左右。將燃燒前后觀察所得的一系列水溫和時(shí)間關(guān)系作圖。得一曲線如圖Ⅱ-3-2。具體校正過程1圖Ⅱ-3-2雷諾溫度校正圖(1)稱取適量待測(cè)物質(zhì),估計(jì)其燃燒后可使水溫上升1.5~2(2)圖中b點(diǎn)意味著燃燒開始,熱傳入介質(zhì);c點(diǎn)為觀察到的最高溫度。從相當(dāng)于室溫的T作水平線TO,交燃燒過程曲線與O。過O作t軸的垂線AB。延長(zhǎng)cd并交AB線于F;延長(zhǎng)ab交AB線于E點(diǎn),EF間的溫度差值即為經(jīng)過校正的ΔT。具體校正過程2圖Ⅱ-3-2雷諾溫度校正圖(2)圖中b點(diǎn)意味著燃燒開始,熱傳入介質(zhì);c點(diǎn)為觀察到的最(3)在某些情況下,熱量計(jì)的絕熱性能良好,熱漏很小,而攪拌器功率較大,不斷引進(jìn)的能量使得曲線不再出現(xiàn)最高溫度點(diǎn),如圖Ⅱ-3-3所示。此種情況下的溫度校正方法與前述情況下的溫度校正相似。圖Ⅱ-3-3絕熱良好情況下的雷諾溫度校正圖具體校正過程3(3)在某些情況下,熱量計(jì)的絕熱性能良好,熱漏很小,而攪拌器六、實(shí)驗(yàn)延伸原理:環(huán)己烷和環(huán)己烯燃燒焓的差別與環(huán)己烯上孤立雙鍵結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果將環(huán)己烷與苯的經(jīng)典定域結(jié)構(gòu)相比較,兩者的燃燒熱的差值視乎應(yīng)為環(huán)己烷和環(huán)己烯燃燒焓的差值的3倍(|?E|=|?H環(huán)己烷|-|?H環(huán)己烯|)。但由于苯的共軛結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其能量降低,環(huán)己烷與苯燃燒熱的差值應(yīng)為3倍的環(huán)己烷和環(huán)己烯燃燒焓的差值加上苯分子的共軛能E(|?
H環(huán)己烷|-|?
H苯|=3|?E|+E)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),通過熱化學(xué)方法研究苯的共振能。要求:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,測(cè)定苯的共軛能的實(shí)驗(yàn)方法、列出使用儀器與試劑六、實(shí)驗(yàn)延伸原理:環(huán)己烷和環(huán)己烯燃燒焓的差別與環(huán)己烯上孤立雙七、思考題1.本實(shí)驗(yàn)中,哪些為體系?哪些為環(huán)境?實(shí)驗(yàn)過程中有無熱損耗,如何減小?2.固體樣品為什么要壓成片狀?若不壓片,實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)行?3.精確稱量前為什么要將樣品輕擊兩、三下,然后再稱量?4.加入內(nèi)桶中的水為什么要選擇比室溫或恒溫水夾套的水溫低1℃?5.試分析實(shí)驗(yàn)中哪些因素更容易造成實(shí)驗(yàn)誤差?為什么用雷諾校正圖解法進(jìn)行溫度校正?七、思考題1.本實(shí)驗(yàn)中,哪些為體系?哪些為環(huán)境?實(shí)驗(yàn)過程燃燒熱的測(cè)定基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅲ(物理化學(xué)實(shí)驗(yàn))燃燒熱的測(cè)定基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅲ(物理化學(xué)實(shí)驗(yàn))燃燒熱、恒壓燃燒熱、恒容燃燒熱。知識(shí)點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練要點(diǎn)知識(shí)點(diǎn):氧彈量熱計(jì)的使用、雷諾圖解法(均為首次訓(xùn)練)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練要點(diǎn):燃燒熱、恒壓燃燒熱、恒容燃燒熱。知識(shí)點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練要點(diǎn)知識(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)步驟
四、注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)六、實(shí)驗(yàn)延伸七、思考題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)步驟四、注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)總一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用氧彈量熱計(jì)測(cè)定萘的燃燒熱。2.明確燃燒熱的定義,了解恒壓燃燒熱和恒容燃燒熱的差別。3.了解量熱計(jì)中主要部分的作用,掌握氧彈量熱計(jì)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。4.學(xué)會(huì)雷諾圖解法校正溫度改變值。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用氧彈量熱計(jì)測(cè)定萘的燃燒熱。二、實(shí)驗(yàn)原理1.燃燒熱1mol物質(zhì)完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱稱為燃燒熱。在恒壓條件下測(cè)定的燃燒熱稱為恒壓燃燒熱Qp(=H);在恒容條件下測(cè)定的燃燒熱稱為恒容燃燒熱QV(=U)。H=U+(pV)Qp=QV+nRT
n為反應(yīng)前后生成物和反應(yīng)物中氣體的物質(zhì)的量之差。若把參加反應(yīng)的氣體和反應(yīng)生成的氣體作為理想氣體處理,則有下列關(guān)系式:二、實(shí)驗(yàn)原理1.燃燒熱1mol物質(zhì)完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱稱為2.測(cè)量氧彈量熱計(jì)是一種環(huán)境恒溫式的量熱計(jì)。
氧彈量熱計(jì)的基本原理是能量守恒定律。樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及其周圍的介質(zhì)(本實(shí)驗(yàn)中為水)以及和量熱計(jì)有關(guān)附件的溫度升高。測(cè)量介質(zhì)在燃燒前后溫度的變化值,就可求算該樣品的恒容燃燒熱QV。
QV=(CW+W’)ΔTW’稱為量熱計(jì)的水當(dāng)量,即除水之外,量熱計(jì)升高1℃所需的熱量;T為樣品燃燒前后水溫的變化值。
2.測(cè)量氧彈量熱計(jì)是一種環(huán)境恒溫式的量熱計(jì)。氧彈量熱計(jì)qV單位:kJ/g,QV,m=qv·Mr苯甲酸的燃燒熱為-26.460kJ·g-1;燃燒鐵絲的燃燒熱值為-6.695kJ·g-1。量熱計(jì)和周圍環(huán)境之間的熱交換是無法完全避免的,它對(duì)溫差測(cè)量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。
qV單位:kJ/g,QV,m=qv·Mr苯甲酸的燃3.雷諾溫度校正圖3.雷諾溫度校正圖4.儀器和試劑XRY-1A數(shù)顯氧彈式熱量計(jì)(上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司)1套VCY-4充氧器1臺(tái)壓片機(jī)1臺(tái)直尺1把剪刀1把氧氣鋼瓶1只引燃專用鐵絲1000mL容量1個(gè)2000mL容量瓶1個(gè)苯甲酸(分析純)萘(分析純)
4.儀器和試劑XRY-1A數(shù)顯氧彈式熱量計(jì)(上海昌吉地質(zhì)儀三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:稱重和壓片(2)裝置氧彈
(3)充氣(4)燃燒2.萘的燃燒熱測(cè)定(5)測(cè)量溫度三、實(shí)驗(yàn)步驟1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:稱重和壓三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:稱重和壓片壓片機(jī)用臺(tái)秤稱取大約1g苯甲酸(切勿超過1.0g)在壓片機(jī)上壓成圓片,防止充氣時(shí)沖散樣品,使燃燒不完全,造成實(shí)驗(yàn)誤差將壓好片的樣品在干凈的玻璃上輕擊二、三次,再用分析天平精確稱量。三、實(shí)驗(yàn)步驟1.苯甲酸燃燒熱的測(cè)定(1)樣品制作:壓片機(jī)注意樣品不要壓得太緊或太松,樣片壓得太緊,點(diǎn)火時(shí)不易全部燃燒;壓得太松,樣品容易脫落。壓片機(jī)注意樣品不要壓得太緊或太松,樣片壓得太緊,點(diǎn)火時(shí)不易(2)裝置氧彈
氧彈熱量計(jì)安裝示意圖
擰開氧彈蓋小心將壓好的樣片放在燃燒杯內(nèi)(樣品最好接觸燃燒杯底部)將點(diǎn)火絲的兩端分別緊繞在電極的下端(兩電極與燃燒杯不能相碰或短路,即點(diǎn)火絲不應(yīng)與燃燒杯相接觸)用萬用表檢查兩電極是否通路。若通路,則旋緊氧彈出氣口后即可以充氧氣。(2)裝置氧彈氧彈熱量計(jì)安裝示意圖擰開氧彈蓋小心將壓氧彈蓋氧彈體氧彈架圖Ⅱ-3-1氧彈熱量計(jì)安裝示意圖
氧彈蓋氧彈體氧彈架圖Ⅱ-3-1氧彈熱量計(jì)安裝示意圖(3)充氣氧氣鋼瓶高壓表低壓表總閥門低壓表調(diào)節(jié)螺桿將氧彈進(jìn)氣管口的螺栓卸下將高壓鋼瓶導(dǎo)氣管與進(jìn)氣孔相連打開鋼瓶總開關(guān)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿,使低壓表顯示值為0.5MPa(3)充氣氧氣高壓表低壓表總閥門低壓表將氧彈進(jìn)氣管將高壓鋼瓶關(guān)閉氧彈出口。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿使氧彈中充大約1.2MPa的氧氣開啟氧彈出口大約1min(有嘶嘶的響聲),借以趕出彈中空氣(此時(shí)仍進(jìn)氣)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)減壓閥手柄至放松位置,旋下導(dǎo)氣管,將氧彈的進(jìn)氣螺栓旋上氧氣鋼瓶高壓表低壓表總閥門低壓表調(diào)節(jié)螺桿再次用萬用表檢查氧彈中兩電極間的電阻關(guān)閉氧彈出口。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿使氧彈中充大約1.氧氣鋼瓶高壓表低壓表總閥門低壓表調(diào)節(jié)螺桿氧氣高壓表低壓表總閥門低壓表1)準(zhǔn)確量取已調(diào)節(jié)到低于室溫1.0℃的自來水3L,倒入盛水桶內(nèi)中。氧彈放入桶中央,插好電極,蓋上蓋子,注意把測(cè)溫探頭插入對(duì)準(zhǔn)水桶的孔中。(4)燃燒測(cè)溫探頭1)準(zhǔn)確量取已調(diào)節(jié)到低于室溫1.0℃的自來水3L,倒打開電源,在控制面板上按下攪拌按鈕,恒溫?cái)嚢?。待溫度穩(wěn)定上升后按下復(fù)位按鈕,并開始計(jì)數(shù),每隔30s記錄一次溫度。記錄12次后,按下點(diǎn)火按鈕,繼續(xù)每隔30s記錄溫度數(shù)據(jù)。大概30s后,顯示溫度(溫差)開始迅速上升,表明樣品點(diǎn)火成功。如果點(diǎn)火1min~2min后,顯示溫度仍未有顯著變化,表明點(diǎn)火失敗,需重新開始實(shí)驗(yàn)打開電源,在控制面板上按下攪拌按鈕,恒溫?cái)嚢?。待溫度穩(wěn)定上升等顯示溫度達(dá)到最大值后,再測(cè)幾組數(shù)據(jù),即可結(jié)束本次測(cè)定過程。一般點(diǎn)火后需要記錄28~30次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,關(guān)閉攪拌器,取出溫度探頭,拔下電極,再取出氧彈,用放氣閥放放掉余氣。旋開氧彈蓋,檢查樣品燃燒是否完全。氧彈中應(yīng)沒有明顯的燃燒殘?jiān)駝t應(yīng)重做實(shí)驗(yàn)。(5)測(cè)量溫度:測(cè)量燃燒后剩下的鐵絲長(zhǎng)度,計(jì)算鐵絲的實(shí)際燃燒長(zhǎng)度。最后擦干氧彈和盛水桶。等顯示溫度達(dá)到最大值后,再測(cè)幾組數(shù)據(jù),即可結(jié)束本次測(cè)定過程。氧彈熱量計(jì)安裝示意圖
氧彈熱量計(jì)安裝示意圖燃燒熱的測(cè)定課件四、注意事項(xiàng)1.苯甲酸必須經(jīng)過干燥,受潮樣品不易點(diǎn)燃且稱量有誤。壓片時(shí),不能太實(shí)(緊),否則不易點(diǎn)燃;也不宜太松,否則樣品脫落,秤量不準(zhǔn)。2.氧氣遇油脂會(huì)爆炸。因此氧氣減壓閥、氧彈以及氧氣通過的各部件、各連接部分不允許有油污,更不許使用潤(rùn)滑油。3.電極切勿與燃燒皿接觸,燃燒絲與燃燒皿亦不能相碰,以免引起短路4.氧彈放入內(nèi)桶中后如有氣泡,說明氧彈漏氣,應(yīng)設(shè)法排除故障。5.進(jìn)行萘的燃燒熱測(cè)量時(shí)需要重新調(diào)節(jié)水溫和量取水的體積。四、注意事項(xiàng)1.苯甲酸必須經(jīng)過干燥,受潮樣品不易點(diǎn)燃且稱量五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)(一)數(shù)據(jù)處理
根據(jù)所用儀器的精度,正確表示測(cè)量結(jié)果,并指出最大測(cè)量誤差所在。
苯甲酸的恒壓燃燒熱為-
26.460kJ·g-1;引燃鐵絲的燃燒熱值為-
6.695kJ·g-1
。作苯甲酸和萘燃燒的雷諾溫度校正圖,由ΔT計(jì)算熱量計(jì)的水當(dāng)量和萘的恒容燃燒熱QV,并計(jì)算其恒壓燃燒熱Qp。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)(一)數(shù)據(jù)處理根據(jù)所用儀器的精度(1)在精確測(cè)量中燃燒絲的燃燒熱以及氧氣中其他雜質(zhì)氧化所產(chǎn)生的熱效應(yīng)都應(yīng)從總熱量中扣除。(二)討論(2)燃燒絲的燃燒熱扣除方法:可將燃燒絲在實(shí)驗(yàn)前稱重,燃燒后用稀鹽酸浸洗,蒸餾水洗凈,吹干,稱重,求出燃燒過程中失重的量(燃燒絲的熱值為6695J.g-1)。(3)其他雜質(zhì)氧化所產(chǎn)生的熱效應(yīng)扣除方法:可用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定洗劑氧彈內(nèi)壁的蒸餾水(在燃燒前可先在氧彈中加入0.5mL的水),1mL0.1mol·L-1NaOH溶液相當(dāng)于5.983J。(1)在精確測(cè)量中燃燒絲的燃燒熱以及氧氣中其他雜質(zhì)氧化所產(chǎn)在實(shí)際測(cè)量中,由于熱量計(jì)和周圍環(huán)境之間的熱交換無法避免,它對(duì)溫差測(cè)量值的影響可用雷諾(Renolds)溫度校正圖校正。圖Ⅱ-3-2雷諾溫度校正圖(2)用雷諾圖確定實(shí)驗(yàn)中的T在實(shí)際測(cè)量中,由于熱量計(jì)和周圍環(huán)境之間的熱交換無法避免,它對(duì)(1)稱取適量待測(cè)物質(zhì),估計(jì)其燃燒后可使水溫上升1
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