物理化学实验报告
实验名称：燃烧焓的测定
学院：化学工程学院
专业：化学工程与工艺
班级：化工11-2班
姓名：王彤学号11402010228
一、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。
二、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
Qp = Qv + △n·R·T
即可计算得到萘的摩尔燃烧焓ΔC H 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：
ΔU=ΔC U B+ΔC U引燃丝+ΔU量热计=0
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ΔC U m(B,T)，再算出样品的摩尔燃烧焓 c H m(B,T)。
本实验用已知标准摩尔燃烧焓的苯甲酸[ΔC Hөm(苯甲酸，s,298.15K)= -3226.71kJ/mol]来测定量热计的热容量K，Ql= -6.699J·cm-1。
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。
三、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）
实验装置：
四、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0.8~1.0g，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0.6g左右的萘，实验步骤同上。
五、数据记录与处理
室温：17.3℃大气压力：101.72KPa
⑴苯甲酸的实验数据
样品质量：0.5877g 引燃丝初始长度：15.0cm
⑵萘的实验数据
样品质量：0.5625g 引燃丝初始长度：15.0cm 剩余引燃丝长度：8.0cm
苯甲酸燃烧前后所得的一系列水温和时间关系图
由图可得T A=15.533℃T C=17.005℃∴△T=1.472k ∵C7H6O2(s)+7.5O2 (g)= 7CO2(g)+3H2O(l)
Qv= Qp-△n·R·T=(-3226700)-(-0.5)*8.314*285.27= -3225.51kJ/mol Q V，B= Qv/M=(-3225500)/122= -26.438kJ/g
∵L=15.0-6.0=9.0cm 且m苯甲酸=0.5877g
∵Q l= -6.699J·cm-1
∵m B Q V，B+L Q l+K△T=0
∴K= -( m B Q V，B + L Q l)/ ΔT= -[0.5877*(-26438)+9.0*（-6.699)]/1.472=10.59kJ/K
萘燃烧前后所得的一系列水温和时间关系图
由图可得T A=18.506℃T C=16.998℃
∴△T=1.507K
∵L=15.0-8.0=7.0cm 且m萘=0.5625g
∵Q l= -6.699J·cm-1 且K=16.61kJ/K
∵m B Q V，B+L Q l+K△T=0
∴Q V，B= -( L Q l +KΔT)/ m B= -[7.0*(-6.699)+16610*1.507 /0.5625= -44.42 kJ/g
∴Qv= Q V，B*M= -44.42*128= -5685..3kJ/mol
∵C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)
=-5685333.8+8.314*290.45*(-2)=-5690.2KJ/mol
萘的标准摩尔燃烧焓ΔC H m= -5153.9KJ/mol，实验的相对误差为：
|[-5690.2-( -5153.9)]/(-5153.9)*100%|=10.4%
六、结果与讨论
1、实验操作基本正确，实验误差为10.4%，说明此次试验有一定的误差的，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。