量热计测定焓实验目的

1、用氧弹量热计测定萘的摩尔燃烧焓。

2、了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹量热机的实验技术。

量热计测定焓实验原理

本实验采用氧弹式量热机测定萘的燃烧焓，测量的基本原理是将一定量待测萘样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使量热计本身及氧弹周围介质的温度升高。通过测定燃烧前后量热计（包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求出该样品的燃烧热。实验测得的是恒容反应热Q_V，通过

即可计算得到萘的摩尔燃烧焓Δ_CH_m。

整个量热计可看做一个等容绝热系统，其热力学能变ΔU为零。ΔU可表示为

已知m_B，Q_V,B，ΔT，则上式为：m_B Q_V，B lQ_l KΔT=0

实验测得热容量K后，根据上式计算Q_V,B，进而换算为样品的摩尔热力学能变Δ_CU_m(B,T)，再算出样品的摩尔燃烧焓D_cH_m(B,T)。

本实验用已知标准摩尔燃烧焓的苯甲酸[Δ_CH_{m(苯甲酸，s,298.15K)}= -3226.71kJ/mol]来测定量热计的热容量K，Ql= -6.699J·cm。重复实验，测定萘的摩尔燃烧焓。

由于量热计无法做到完全绝热，因此燃烧前后温度差的测量值须经雷诺温度校正图校正。

量热计测定焓实验仪器、试剂

仪器：氧弹量热计一台，压片机一台，万用表一只，贝克曼温度计一支，温度计（0℃~100℃）一支，点火丝，容量瓶（1000ml）一只，氧气钢瓶及减压阀一只

试剂：萘（A.R），苯甲酸（A.R）

量热计测定焓实验装置

量热计测定焓实验步骤

1、热量容K的测定

⑴准确截取15cm的引燃丝，将引燃丝中部绕成环状。

⑵称取苯甲酸0.7763g，在压片机上压成片状。将样品在桌面上敲击2~3次，再在分析天平上准确称量。

⑶拧开氧弹盖放在专用支架上，将弹内洗净，擦干。分别将引燃丝两端固定在氧弹内两电极柱上，药片置于不锈钢坩埚中，使引燃丝接触药片表面，盖上氧弹盖并拧紧。

⑷打开氧气瓶阀门，调节减压阀，使压力达到1~2MPa。将氧弹置于充氧器底座上，使进气口对准充氧器的出气口。充氧至充氧器压力表值约为1.0MPa，用放气阀将氧弹中的氧气放出，然后再次充氧约1 MPa，浸入水中检查是否漏气，确认密封良好后进行下一步实验。

⑸将充有氧气的氧弹放入内桶底座上，检查搅拌叶片是否正常工作。量取低于室温的3000ml自来水倒入内桶中，，将贝克曼温度计的传感器竖直插入量热计盖上的孔中，其末端应处于氧弹高度的1/2处。插好点火插头，装好搅拌器，打开控制箱的电源开关，按下“搅拌”键。搅拌内桶水。仪表开始显示内桶水温。

⑹约5min~6min后，系统温度达到恒定时，开始初期温度读数，每隔30s读数一次。当读第10次时，将开关旋至点火档，仍每隔30s读一次主期温度读数，直至两次温差小于0.005℃时，再继续读温10次，读数精确到0.005℃。

⑺停止搅拌，取出温度计传感器，拔掉引火导线，取出氧弹并擦于其外壳，放掉氧气，打开氧弹盖，检查燃烧是否完全。若内有积碳，则说明此实验失败，需重做。若无积碳，则说明实验成功。取出为烧完的点火丝，测量其长度。

⑻洗净并擦干氧弹内外壁，将内桶蒸馏水倒入储水桶，擦干全部设备。待氧弹及内桶和搅拌器温度与室温平衡后再做下一步实验。

2、萘的恒熔燃烧热值测定

称取0.6945g左右的萘，实验步骤同上。

量热计测定焓数据记录与处理

室温： 12.8℃ 大气压力：101.54KPa

⑴苯甲酸的实验数据

样品质量：0.626g 引燃丝初始长度：13.21cm

剩余引燃丝长度：3.7cm

⑵萘的实验数据

样品质量：0.571g 引燃丝初始长度：12.21cm

剩余引燃丝长度：3.49cm

苯甲酸燃烧前后所得的一系列水温和时间关系图（大致趋势如图1）

萘燃烧前后所得的一系列水温和时间关系图（大致趋势如图2）

最后计算实验的相对误差。

量热计测定焓结果与讨论

1.造成误差的原因有：

a试剂如果不纯，就会影响实验结果的测定

b在校正雷诺温度时，看图读数会有误差

c引燃丝不是直的，导致测量长度时读数会有所偏差

2、用氧弹量热计测定燃烧焓时，要尽可能在接近绝热的条件下进行，但我们的实验中不可能完全接近绝热。 2100433B

量热计测定焓的基本原理是将一定量待测萘样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使量热计本身及氧弹周围介质的温度升高。通过测定燃烧前后量热计（包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求出该样品的燃烧热（焓）。

热焓，也就是“焓”

焓——我们也称之为“热焓”。它是表示物质系统能量的一个状态函数，通常用H来表示，其数值上等于系统的内能U加上压强P和体积V的乘积，即H=U PV。

焓是热力学的基本概念之一。总的来说，封闭体系不做非体积功时的过程，内能变化可以通过测定恒容热效应来求，焓变可以通过测恒压热效应求得。

焓：H=U PV，这里要说明一下，焓在这里无明确的物理意义，可以理解为，为了表达方便，专门设为一个符号，H即U PV，之所以要提出焓这一物理量，是因为U PV经常会用到，所以专门用一个符号来代替它。

在没有其它功的条件下，体系在等容过程中所吸收的热量全部用以增加内能，体系在等压过程中所吸收的热量，全部用于使焓增加。由于一般的化学反应大都是在等压下进行的，所以焓更有实用价值。

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焓(enthalpy)，符号H，是一个系统的热力学参数。

物理意义：⑴H=U pV 焓=流动内能 推动功

⑵焓表示流动工质所具有的能量中，取决于热力状态的那部分能量

定义一个系统内:

H = U pV

式子中"H"为焓，U为系统内能，p为其压强，V则为体积。

对于在大气内进行的化学反应，压强一般保持常值，则有

ΔH = ΔU pΔV

规定放热反应的焓取负值。 如：

热量计是用于对象量热法，或测量的热的过程中的化学反应或物理变化，以及热容量。差示扫描量热仪，等温微量热仪，滴定量热仪和加速量热仪是最常见的类型之一。一个简单的量热计就是由一个温度计组成，该温度计安装在一个悬浮在燃烧室上方的充满水的金属容器中。它是热力学，化学和生物化学研究中使用的测量装置之一。

为了找出两种物质A和B之间反应中每摩尔物质A 的焓变，将这些物质加入到量热计中，记录初始和最终温度（反应开始之前和结束之后）。将温度变化乘以物质的质量和比热容给出反应过程中释放或吸收的能量的值。将能量变化除以A有多少摩尔A给出了其反应的焓变。

1780年，安托万·洛朗德·拉瓦锡（法国化学家）用这种装置测量一只豚鼠的发热量。来自豚鼠呼吸的热量融化了热量计周围的雪，表明呼吸是一种燃烧，类似于燃烧蜡烛。他将实验用的这种装置命名为热量计。