中的水倒 选择并双击物理化学实验,选择并双击燃烧焓测定,输入镍丝、棉线、剩余镍丝、总质量及标准只样品和被测样品的摩尔质量,点击打开,选择并打开文件,交替移动光标 1 和 2到点火前一段平稳的基线位置,点击线性拟合 1,交替移动光标 1 和 2 到完全燃烧后温度不变的位置(水平线位置),点击线性拟合 2,交替移动光标移动到外套水温曲线位置,点击线性拟合 3,移动光标,将绿色光标放在拟和曲线3与升温曲线的交点上,蓝色光标放在升温曲线上的任何位置,点击计算△H;如果线性拟合交点不理想,点击刷新,移动光标重新拟合。确定后,点击提交,峰高值就会显示出来。两条曲线都处理完成后,点击计算处理,就可以得到被测样品的燃烧焓值。 这样做是因为使内水桶完全绝热是很困难的,总会有内外水套之间的热交换。为了校正这部分热损失,需在升温曲线上找出与外水套温度相等的点,过此点作垂线与曲线的两条始末阶段直线的外延线相交于两点,此二点之间的距离即为校正后的△h 值。 3.1.2 实验室计算机处理结果 3.1.3 其他数据 项目 数值(单位) 棉线燃烧内能变 -16736 1kJ kg−⋅ 镍丝燃烧内能变 -3243 1kJ kg−⋅ 苯甲酸燃烧内能变 -26487 1kJ kg−⋅ 苯甲酸在 298.2K 时的燃烧热 Q p =-3226.9kJ·mol- 1 苯甲酸 被测样品萘 镍丝 0.0261g 镍丝 0.0250g 棉线 0.0129g 棉线 0.0092g 制片后总重 0.8755g 制片后总重 0.6629g 反应后镍丝质量 0.0185g 反应后镍丝质量 0.0222g 外桶温度 21.636℃ 外桶温度 21.847℃ M 1 122.12 M 2 128.17 曲线峰高 134.6237 曲线峰高 151.5822 被测物质燃烧焓=5095.4729kJ/mol 33.2.1由图.2 利用公 式1 用 origin 软图 1 和图 2 可式 计算的 数软件拟合如下可以看出: 数 据、结果下图 图 1 苯甲图 2 萘的甲酸电势随时的电势随时间时间变化图 间变化图 苯甲酸曲线峰高 132.61mV,萘曲线峰高 152.60mV。 3.2.2 计算数据 (1)先由苯甲酸曲线峰高计算仪器常数 K,将实验数据带入公式: V V VrmQ K T Q m Q mM• • = •Δ − − 棉线 棉线 点火丝 点火丝 知道以下数据: 苯甲酸总质量 m=0.8365g, Mr=122.12g, Q P =-3226.9kJ/mol, m 棉线 = 0.0129g, m 镍丝(燃烧部分) =0.0076g; 由公式: p V Q Q nRT = +Δ 且化学反应式:6 5 2 2 215( ) ( ) 7 ( ) 3 ( )2C H COOH O CO H O + = + 固 气 气 液 Q V =-3226.0- (-0.5)*8.314*298.2/1000=-3225.7 kJ/mol 进一步计算得到 K=-168.43J/mv 电位差 (2)由 K 计算萘的燃烧热 知道以下数据: m=0.6287g, Mr=128.17g, m 棉线 = 0.0092g, m 镍丝(燃烧部分) =0.0028g; 得到 Q V =-5206.6kJ。 反应方程式为: C 10 H 8 (s) + 12 O 2 (g) = 10 CO 2 (g) + 4 H 2 O(l) , mol n 2 − = Δ p V Q Q nRT = +Δ =-5211.5kJ/mol。 3.3 讨论分析 (1)萘摩尔燃烧焓的文献值为-5153.9 kJ/mol(298.15K,101325Pa): 采用计算机软件进行数据处理得到的结果为-5095.4729kJ/mol,相对偏差为 1.13%; 运用公式计算得到的结果为-5211.5kJ/mol,相对偏差为 1.12%。 可见计算结果较精确。 (2)误差分析:本实验中测量步骤较多,易引起误差;但认为操作时误差来源的关键,如 燃烧未完全,内桶未完全绝热,调节水温后因放置时间太久而又引起温差等等。 (3)数据拟合:此实验中选取线段拟合非常的关键,因为在其他条件不变的情况下,任意改变一个点的位置,所得的直线差别很大,最后所算的的燃烧热差别则将进一步扩大,所以选取适当的线段拟合非常关键。 (4)点火常出现问题,若点火未成功,一般有以下几个原因: 深入弹体内部的电极和氧弹壁接触短路; 连接燃烧丝的电炉断了,应用万用表检查; 弹内氧气不足,应取出氧弹检查; 样品脱落,未燃烧成功。 (5)实验成功的关键 首先是水温的调节,要使水的温度低于外水套温度约0.6℃左右,但水加入仪器中之后 会有一定地升高,因而在调节水温的时候应该使水的温度低于外水套温度约0.6-0.7℃左右, 温度调节的比较准确是这次实验比较成功的主要原因。另一个重要因素是棉线的选取。棉线 的引入是造成误差的重要因素,因此应该选取少量棉线,以满足固定药片的要求即可,质量 过大的棉线和镍丝则在反应中不能被忽略,也会影响实验结果。实验中还忽略了温度对恒温 热容的影响。应该说这些是实验本身的系统误差,但在实验过程中必须尽可能减少误差。这 次测定燃烧焓误差允许在10%以内,实验结果还是比较令人满意的。 4 结论 (1)通过用已知物质苯甲酸测量,对仪器常数进行标定,测得待测物质萘的燃烧焓为 -5211.5kJ/mol。 (2)通过这个实验,特别对雷诺图解法有了更进一步的了解,对数据的处理有了更好的掌握等。 5 参考文献 [1] 北京大学化学院物理化学实验教学组.物理化学实验.北京:北京大学出版社,2002. 44~45. [2] 清华大学化学系物理化学实验编写组.物理化学实验.北京:清华大学出版社, 1991:26-37. [3]