1、燃燒熱的測(cè)定,主講: 袁譽(yù)洪,.目的要求,用環(huán)境恒溫式熱量計(jì)測(cè)定萘的燃燒熱,明確燃燒熱的定義,了解恒壓燃燒熱與 恒容燃燒熱的差別,了解量熱計(jì)中主要部分的作用,掌握氧 彈式熱量計(jì)的實(shí)驗(yàn)技術(shù),學(xué)會(huì)雷諾圖解法校正溫度改變值,.基本原理,一.熱量的種類,反應(yīng)熱(焓): 反應(yīng)熱(焓)、生成熱(焓)、燃燒熱(焓),相變熱(焓): 溶化熱(焓)與凝固熱(焓)、氣化熱(焓)與凝聚熱(焓)、升華熱(焓)與凝華熱(焓)、轉(zhuǎn)晶熱(焓),混合熱(焓): 混合熱(焓)、溶解熱(焓)、稀釋熱(焓),.基本原理,二.燃燒熱的定義,燃燒熱: 在一定溫度及標(biāo)準(zhǔn)壓力下, 由1.0摩爾指定物質(zhì)完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱.,完全氧化(燃燒)

2、的含意: 1.指定物質(zhì)中各元素均與氧氣發(fā)生完全氧化反應(yīng). 2.C、H、N、S、Cal等元素的完全燃燒產(chǎn)物規(guī)定為CO2(g)、H2O(l)、N2(g)、SO2(g)和 HCl(水溶液)等.,.基本原理,三.量熱方法,按測(cè)量原理分類 1.補(bǔ)償式量熱(電熱補(bǔ)償式、相變補(bǔ)償式) 2.溫差式量熱(時(shí)間溫差式、位置溫差式),按工作方式分類 1.絕熱式 T體=T環(huán)=f(t), R熱= 2.恒溫式 T體=T環(huán)=恒定值, R熱-0 3.環(huán)境恒溫式 T體=f(t), T環(huán)=恒定值, R熱=有一定值,.基本原理,四.常用量熱儀器,差示掃描量熱儀(DSC,電熱功率補(bǔ)償式),氧彈式熱量計(jì) (時(shí)間溫差式) 1.絕熱式 2

3、.恒溫式 3.環(huán)境恒溫式,差熱分析儀(DTA,電熱溫差式),.基本原理,氧彈式熱量計(jì)的基本原理是能量守恒. 樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及周圍的介質(zhì)和附件的溫度升高. 分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品的介質(zhì)在燃燒前后的溫度變化值,即可求出待測(cè)樣品的恒容燃燒熱. 計(jì)算公式如下:,本實(shí)驗(yàn)采用氧彈式熱量計(jì)是環(huán)境恒溫式的.,.基本原理,焓變與內(nèi)能變化的關(guān)系: H=U+(pV),恒壓燃燒熱與恒容熱燃燒熱的關(guān)系: QP =QV+ (pV) = QV+ nRT,.基本原理,雷諾溫度校正圖,7.儀器,環(huán)境恒溫氧彈式熱量計(jì),.儀器,SWC-IID精密數(shù)字溫度溫差儀(左下圖) 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(右下圖), .

4、儀器與試劑,氧彈熱量計(jì) 1套 萬用電表 1個(gè) 電子貝氏溫度計(jì) 1支 1000mL容量瓶 1只 壓片機(jī) 2臺(tái) 引燃專用鐵絲 苯甲酸(分析純) 萘(分析純), .操作步驟,一、 測(cè)定熱量計(jì)的水當(dāng)量 試樣制作 用臺(tái)秤稱取約1g苯甲酸(切勿超過1.1g)，在壓片機(jī)上壓成圓片。將樣品在干凈的玻璃板上輕擊二、三次，再用電子分析天平精確稱量. 裝樣 將氧彈內(nèi)壁擦干凈,置入蒸餾水5mL,小心將樣品片放置在金屬坩鍋中。剪取12cm長(zhǎng)的引燃鐵絲，在直徑約為2mm的萬用表筆上，將其中段繞成螺旋形約56圈。將螺旋部分緊貼在樣片的表面，兩端固定在電極上。用萬用表檢查兩電極間電阻值，一般應(yīng)不大于20，旋緊氧彈蓋。, .操

5、作步驟,充氣開啟氧氣鋼瓶總閥,調(diào)減壓閥使其出口壓力為2MPa。將氧 彈置入充氣機(jī)內(nèi),迅速壓下充手柄并保持2分鐘,再快速抬起手柄。再次用萬用表檢查兩電極間的電阻應(yīng)基本不變., .操作步驟,測(cè)量 用1升容量瓶準(zhǔn)確量取已被調(diào)節(jié)到低于熱量計(jì)外筒溫度1 (0.91.1之間即可)的自來水3升于內(nèi)桶。將氧彈放入內(nèi)桶托架上,裝好點(diǎn)火電極,蓋上蓋子。開動(dòng)攪拌馬達(dá),將測(cè)溫探頭置于外筒測(cè)溫孔,待溫度穩(wěn)定后(其變化0.002/min),按“采零”鈕,待溫差顯示“0.000”后,再按“鎖定”鈕,同時(shí)記錄外筒溫度(即環(huán)境溫度,包括溫差和絕對(duì)溫度)., .操作步驟,將測(cè)溫探頭置于內(nèi)筒,選取測(cè)量間隔為15秒,溫差范圍為-1.

6、51.5,測(cè)量時(shí)間30min.待溫度讀數(shù)穩(wěn)定后(變化0.002/min),用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“開始繪圖”按鈕,計(jì)算機(jī)即開始自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪圖,當(dāng)記滿20個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)(5min),按“點(diǎn)火”鈕,點(diǎn)火指示燈先亮后熄,且溫度迅速上升,直至兩次讀數(shù)差值小于0.002時(shí),再繼續(xù)測(cè)量40個(gè)數(shù)據(jù)(即10min)后,按“停止繪圖”停止實(shí)驗(yàn). 點(diǎn)“保存”鈕,用一個(gè)包含樣品名以及實(shí)驗(yàn)時(shí)間的文件名將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存在桌面上., .操作步驟,放氣并檢查 小心取下電子貝克曼溫度計(jì),再取出氧彈,用放氣閥放出余氣。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)?。若發(fā)現(xiàn)黑色殘?jiān)瑒t應(yīng)重做實(shí)驗(yàn)。測(cè)量燃燒后剩下的鐵絲長(zhǎng)度以計(jì)算鐵絲實(shí)際燃燒長(zhǎng)度。最后擦干氧彈和內(nèi)水桶。 樣品點(diǎn)燃及燃燒完全與否,是本實(shí)驗(yàn)最重要的一步。, .操作步驟,二. 萘的燃燒熱測(cè)量 稱取0.65g左右的萘,同上述方法測(cè)定。