当有机物在氧弹室内(相对绝热条件)与强氧化剂(氧气)反应时,释放出来的热量可以使周围的物质的温度升高。
保持标准物与待测物的反应一定,可写出如下的热量平衡式:
-Qv×a - q1×b+ q2×c = K△t (1)
必须对读得的温差△t 进行校正,下面是常用的经验公式:
△t=(V+V1)m/2+V1×r (2)
图1 氧弹法测量燃烧焓的温升示意图
而(1)中的a、b、c、q1和q2均可通过实验测得或为已知量,K值可以通过测量一个已知标准摩尔反应焓的标准物而计算。这样可以求得待测物的Qv,
ΔcUm= Qv×M (3)
燃烧热换算为标准摩尔燃烧热:
△cHφm =△cUm +△nRT (4)
T用反应的水温计算,不会产生较大的误差。△n—燃烧前后气体的物质的量的变化。
三、实验仪器与试剂
氧弹式热量计 GR-3500,电子天平 AL204,电子天平,数显万用表,氧气钢瓶,氧气减压阀,电子天平 SE2020,便携式电子天平 SPS401F,萘(分析纯),苯甲酸(分析纯)
五、实验步骤:
1、先粗称苯甲酸,压片,准确称量。
2、打开氧弹盖,将盖放在专用架上。
3、剪取引火丝和棉纱线,精确称量,将引火丝绕在棉纱线上,将药片绑紧,固定使药片悬在坩埚上方。
4、拧紧氧弹盖,将氧弹放好。充氧。
5、量取3升自来水装入干净的铜水桶中。放入氧弹,接好点火电线,装上贝克曼温度计,盖好盖子,开动搅拌器。
6、待温度稳定,每隔半分钟读数一次,先读10个数据,然后立即按电钮点火。
7、继续每半分钟读数,至温度开始下降后,再读取最后阶段的10次读数,停止实验。
8、用同样方法进行萘的实验。
9、实验完毕,清洗仪器,关闭电源,整理实验台。
六、数据处理
1、列出记录表格,作图,用外推法计算△t校正,计算量热计常数。
表一示例:苯甲酸的氧化升温表
序号 |
温差 |
序号 |
温差 |
1 |
|
17 |
|
2 |
|
18 |
|
3 |
|
19 |
|
4 |
|
20 |
|
5 |
|
21 |
|
6 |
|
22 |
|
7 |
|
23 |
|
8 |
|
24 |
|
9 |
|
25 |
|
10 |
|
26 |
|
11(点火) |
|
27 |
|
12 |
|
28 |
|
13 |
|
29 |
|
14 |
|
30 |
|
15 |
|
31 |
|
16 |
|
32 |
|
2、计算萘的标准摩尔燃烧热△cHφm,并与文献值比较,计算其误差。
七、注意事项
1、压片时,应注意压片机的标签,不能混淆。
2、样品应悬在坩埚上面,应防止引火丝与坩埚相碰。
3、实验时应注意水桶中的水温与环境的温度,如果水温比环境温度低,应在夹套中加入比水桶温度低1.5℃左右的水。
4、测温时,应先按零,然后按锁定键,否则实验过程中温度可能会从温差跳回过温度,造成实验失败。