10欲测定物质的燃烧热Q，需要先测定仪器的当量W，其求法是用已知标准燃烧热的标准物质（如本实验用苯甲酸，△H（298.15K）=一3226.7kJ.mo1-）放在量热计中燃烧，测其始、未温度，按式（2-3）求W。一般因每次的水量相同，（CW+W，）可作为一个定值（W”）来处理。令K=（CW+W”），实际测定中往往不是标定仪器的水当量而是直接标定K。可求Qv:Qv=-MK(t,-1o)(2—4)在较精确的实验中，辐射热，铁丝的燃烧热，温度的校正等都应予以考虑。若供燃烧用的氧气中含有氮气时，则在燃烧过程中。氮气氧化成硝酸而放出热量。这部分热量亦不能略去。因环境和量热系统之间不可能避免的存在相互热交换，对量热系统的温度变化值产生影响，这可以通过图解法来校正，其中系统热漏必须经过雷诺作图法校正。校正方法如下：称适量待测物质，使燃烧后水温升高1.5～2.0℃，预先调节水温低于环境0.5～1.0℃。然后将燃烧前后历次观察的水温对时间作图，连成FHID折线，见图b（1)，图中H相当于开始燃烧之点，D为观察到最高的温度读数点，在环境温度读数点，作一平行线JI交折线于I，过I点作垂线ab,然后将FH线和GD线外延交ab于A、C两点。A点与C点所表示的温度差即为欲求温度的升高△T。图中AA”为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间△t，内，由环境辐射和搅拌引进的能量而造成量热计温度的升高，必须扣除之。CC，为温度由室温升高到最高点D这一段时间△t，内，量热计向环境射出能量而造成卡计温度的降低，因此需要添加上。由此可见，AC两点的温差较客观地表示了由于样品燃烧促使温度计升高的数值，有时量热计的绝热情况良好，热漏小，而搅拌器功率大，不断稍微引进能量使得燃烧后的最高点不出现，这种情况下△T仍然可以按照同法校正，图b（2）。b丰温度度.HH4A:311:5F:时间At1△t2图b(2)图b(1)四仪器和药品SHR-15燃烧热实验装置（氧弹量热计）1套；压片机1台：YCY-4充氧器：氧气钢瓶（附氧气表）1个：SWC一ⅡI，精密温度温差仪（或贝克曼温度计）1台（支）：容量瓶（1L）1个：电吹风1个；万用电表1个
10 欲测定物质的燃烧热 QV ，需要先测定仪器的当量 W’，其求法是用已知标准燃烧热的标 准物质（如本实验用苯甲酸，ΔCHmΘ（298.15K）=－3226.7kJ.mol -1）放在量热计中燃烧，测 其始﹑末温度，按式（2-3）求 W’。一般因每次的水量相同，(CW+ W’)可作为一个定值( W”) 来处理。令 K= (CW+ W’)，实际测定中往往不是标定仪器的水当量而是直接标定 K。可求 QV： ( ) 0 Q K t t m n M V (2—4) 在较精确的实验中，辐射热，铁丝的燃烧热，温度的校正等都应予以考虑。若供燃烧用 的氧气中含有氮气时，则在燃烧过程中。氮气氧化成硝酸而放出热量。这部分热量亦不能略 去。因环境和量热系统之间不可能避免的存在相互热交换，对量热系统的温度变化值产生影 响，这可以通过图解法来校正，其中系统热漏必须经过雷诺作图法校正。校正方法如下：称 适量待测物质，使燃烧后水温升高 1.5～2.0℃，预先调节水温低于环境 0.5～1.0℃。然后 将燃烧前后历次观察的水温对时间作图，连成 FHID 折线，见图 b（1），图中 H 相当于开始 燃烧之点，D 为观察到最高的温度读数点，在环境温度读数点，作一平行线 JI 交折线于 I， 过 I 点作垂线 ab,然后将 FH 线和 GD 线外延交 ab 于 A、C 两点。A 点与 C 点所表示的温度差 即为欲求温度的升高△T。图中 AA’为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间△t1内，由环 境辐射和搅拌引进的能量而造成量热计温度的升高，必须扣除之。CC’为温度由室温升高到 最高点 D 这一段时间△t2内，量热计向环境射出能量而造成卡计温度的降低，因此需要添加 上。由此可见，AC 两点的温差较客观地表示了由于样品燃烧促使温度计升高的数值，有时 量热计的绝热情况良好，热漏小，而搅拌器功率大，不断稍微引进能量使得燃烧后的最高点 不出现，这种情况下△T 仍然可以按照同法校正，图 b（2）。 四 仪器和药品 SHR-15 燃烧热实验装置(氧弹量热计)1 套；压片机 1 台； YCY-4 充氧器；氧气钢瓶（附 氧气表）1 个；SWC—ⅡD精密温度温差仪（或贝克曼温度计）1 台（支）；容量瓶（1L）1 个；电吹风 1 个；万用电表 1 个
11苯甲酸（标准量热物质，A.R.）；萘（A.R.）；或煎糖（A.R.）。五实验步骤（一）苯甲酸燃烧标定仪器的水当量1.仔细阅读《SWC一II，精密数字温度温差仪说明书》。熟悉氧弹装置。燃烧热实验装置控制面板图F-14124国十电源插座十点火接口1040一进出气孔O十保险丝燃烧热实验装置控制背板图负电主电板燃烧丝O4*炸埚氧弹的构造氢弹式量热计（1）搅动棒（2）外筒（3）内筒（4）垫脚（5）氧弹（6）传感器（7）点火按键（8）电源开关（9）搅拌开关（10）点火输出负极（11）点火输出正极（12）搅拌指示灯（13）电源指示灯（14）点火指示灯注：此台为电脑控制点火，非电脑控制点火则控制背板中无“点火接口”。2.压片及装样品将量热计及全部附件加以整理并洗净。首先，将量热计及其全部附件加以整理并洗净。然后从盛水桶中取出氧弹，旋下弹头，置于弹头座上，取出燃烧，用蒸馏水洗净，吹干并准确称重至0.1g，仍置于弹头的燃烧皿支架7上，从压片机上取下压模，用蒸馏水洗净吹干。用台天平称取约0.8g（不超过1g）已干燥得苯甲酸，倒入压模中，将压模置于压片机之上，转动旋柄，徐徐加压试样使其成为片状，（不能压得太紧，太紧会压断燃烧丝或点火后不能燃烧）。然后抽出模底托板，将压片从压模中压出，除去压片表面的碎屑，将其放入燃烧中，再次准确称重至0.1mg。然后再将燃烧置于燃烧皿支架上。截取一段长约15cm的铁丝，将铁丝中间绕成小圆圈状（4一5圈），将铁丝两头分别紧绕在电极8的下端。小圈与压片表面紧密接触最后将弹头放在弹体1上，旋紧弹帽2，用万用表检查两电极是否通路，若通路则可充氧气。3.充氧旋紧氧弹放气阀门，用紫铜管将氧弹充气阀门与钢瓶减压器出口接通。先松开（逆时针旋转）钢瓶的总阀门，使高压表（表1）指针指向10Mpa左右。缓缓旋紧减压器（顺时针旋转），使氧气徐徐通入氧弹内。开始充入少量的氧气（0.5Mpa左右），然后旋紧总阀门，再松开氧弹放气阀门，借以赶走弹中空气，如此重复一次，以保证弹中空气赶尽。最后充氧至约2Mpa，旋紧总阀门，3一5min后，由低压表（表2）指针是否下降来检查氧弹是否漏气。若指针未下降，则表明氧弹不漏气，即可旋松减压器，将紫铜管与氧弹充气阀门联接的一端拆下。由于总阀门与减压器之间有余气，因此要再次旋紧减压器，放掉余气，因此要再次旋
11 苯甲酸（标准量热物质,A.R.）； 萘（A.R.）；或蔗糖（A.R.）。 五 实验步骤 （一）苯甲酸燃烧标定仪器的水当量 1．仔细阅读《SWC－ⅡD精密数字温度温差仪说明书》。熟悉氧弹装置。 （1）搅动棒 （2）外筒 （3）内筒 （4）垫脚 （5）氧弹 （6）传感器 （7）点火按键 （8）电源开关 （9）搅拌开关 （10）点火输出负极 （11）点火输出正极 （12）搅拌指示灯 （13）电源指示灯 （14）点火指示灯 注：此台为电脑控制点火，非电脑控制点火则控制背板中无“点火接口”。 2．压片及装样品 将量热计及全部附件加以整理并洗净。首先，将量热计及其全部附件加以整理并洗净。 然后从盛水桶中取出氧弹，旋下弹头，置于弹头座上，取出燃烧坩埚，用蒸馏水洗净，吹干 并准确称重至 0.1mg，仍置于弹头的燃烧皿支架 7 上，从压片机上取下压模，用蒸馏水洗净， 吹干。用台天平称取约 0.8g(不超过 1g)已干燥得苯甲酸，倒入压模中，将压模置于压片机 之上，转动旋柄，徐徐加压试样使其成为片状，（不能压得太紧，太紧会压断燃烧丝或点火 后不能燃烧）。然后抽出模底托板，将压片从压模中压出，除去压片表面的碎屑，将其放入 燃烧坩埚中，再次准确称重至 0.1mg。然后再将燃烧坩埚置于燃烧皿支架上。截取一段长约 15cm 的铁丝，将铁丝中间绕成小圆圈状（4－5 圈），将铁丝两头分别紧绕在电极 8 的下端。 小圈与压片表面紧密接触最后将弹头放在弹体 1 上，旋紧弹帽 2，用万用表检查两电极是否 通路，若通路则可充氧气。 3．充氧 旋紧氧弹放气阀门，用紫铜管将氧弹充气阀门与钢瓶减压器出口接通。先松开（逆时针 旋转）钢瓶的总阀门，使高压表（表 1）指针指向 10Mpa 左右。缓缓旋紧减压器（顺时针旋 转），使氧气徐徐通入氧弹内。开始充入少量的氧气（0.5Mpa 左右），然后旋紧总阀门， 再松开氧弹放气阀门，借以赶走弹中空气，如此重复一次，以保证弹中空气赶尽。最后充氧 至约 2Mpa，旋紧总阀门，3－5min 后，由低压表（表 2）指针是否下降来检查氧弹是否漏气。 若指针未下降，则表明氧弹不漏气，即可旋松减压器，将紫铜管与氧弹充气阀门联接的一端 拆下。由于总阀门与减压器之间有余气，因此要再次旋紧减压器，放掉余气，因此要再次旋
12紧减压器，放掉余气，然后再旋松减压器，使钢瓶氧气表恢复原状。在充氧过程中，若发现异常，查明原因并排除之。4.调节水温将量热计外筒内注满水，缓慢搅动。打开精密温度温差仪的电源并将其传感器插入外筒水中测其温度。再用筒取适量自来水，测其温度，如温度偏高或相平则加冰调节水温使其低于外筒水温1度左右。用容量瓶精取3000mL已调好温度的自来水注入内筒，水面刚好盖过氧弹。如氧弹有气泡逸出，说明氧弹漏气，寻找原因并排除。将电极插头插在氧弹两电极上，电极线嵌入桶盖的槽中，盖上盖子。（注意：搅拌器不要与弹头相碰。）将两电极插入点火输出口。同时将传感器插入内筒水中。5.点火打开SHR一15氧弹式量热计的电源，开启搅拌开关，进行搅拌。水温基本稳定后，将温差仪“采零”并“锁定”。然后将传感器取出放入外筒水中，记录其温差值，再将传感器插入内筒水中。每隔1分钟读温差值一次（精确至土0.002℃），直至连续10次水温有规律微小变化。设置蜂鸣15秒一次，按下“点火”按钮，“点火灯”熄灭。如配置软件，只需在电脑绘图界需上按下“点火按键”即可。杯内样品一经燃烧，水温很快上升，点火成功。每15秒记录一次，当温差变化至每分钟上升小于0.002℃，每隔1分钟读一次温度，连续读10个点，实验结束。注意：水温没有上升，说明点火失败，应关闭电源，取出氧弹，放出氧气，仔细检查加热丝及连接线，找出原因并排除。6.校验实验停止后，关闭电源，将传感器放入外筒。取出氧弹，放出氧弹内的余气。旋下氧弹盖，测量燃烧后残丝长度并检查样品燃烧情况。样品没完全燃烧，实验失败，须重做：反之，说明实验成功。（二）测定的燃烧热称取0.5g左右（不超过0.6g）已干燥的萘或称取1.0g左右已干燥的蔗糖，代替苯甲酸，同步骤（一），测定萘或煎糖的燃烧热。六数据记录及处理1.列表记录数据)m（苯甲酸+燃烧皿）)m（萘+燃烧皿）（（))m（燃烧皿）（m（燃烧皿）（)m（苯甲酸）（m(萘)（))夹套水温（)夹套水温（))盛水桶水温（盛水桶水温（))室温（大气压（))室温（大气压（蔡苯甲酸T/minQ/℃T/minQ/℃T/minQ/℃T/minQ/℃
12 紧减压器，放掉余气，然后再旋松减压器，使钢瓶氧气表恢复原状。在充氧过程中，若发现 异常，查明原因并排除之。 4．调节水温 将量热计外筒内注满水，缓慢搅动。打开精密温度温差仪的电源并将其传感器插入外筒 水中测其温度。再用筒取适量自来水，测其温度，如温度偏高或相平则加冰调节水温使其低 于外筒水温 1 度左右。用容量瓶精取 3000mL 已调好温度的自来水注入内筒，水面刚好盖过 氧弹。如氧弹有气泡逸出，说明氧弹漏气，寻找原因并排除。将电极插头插在氧弹两电极上， 电极线嵌入桶盖的槽中，盖上盖子。（注意：搅拌器不要与弹头相碰。）将两电极插入点火输 出口。同时将传感器插入内筒水中。 5．点火 打开 SHR－15 氧弹式量热计的电源，开启搅拌开关，进行搅拌。水温基本稳定后，将温 差仪“采零”并“锁定”。然后将传感器取出放入外筒水中，记录其温差值，再将传感器插 入内筒水中。每隔 1 分钟读温差值一次（精确至±0.002℃），直至连续 10 次水温有规律微 小变化。设置蜂鸣 15 秒一次，按下“点火”按钮，“点火灯”熄灭。如配置软件，只需在电 脑绘图界需上按下“点火按键”即可。杯内样品一经燃烧，水温很快上升，点火成功。每 15 秒记录一次，当温差变化至每分钟上升小于 0.002℃，每隔 1 分钟读一次温度，连续读 10 个点，实验结束。 注意：水温没有上升，说明点火失败，应关闭电源，取出氧弹，放出氧气，仔细检查加热丝 及连接线，找出原因并排除。 6．校验 实验停止后，关闭电源，将传感器放入外筒。取出氧弹，放出氧弹内的余气。旋下氧弹 盖，测量燃烧后残丝长度并检查样品燃烧情况。样品没完全燃烧，实验失败，须重做；反之， 说明实验成功。 （二）测定萘的燃烧热 称取 0.5g 左右（不超过 0.6g）已干燥的萘或称取 1.0 g 左右已干燥的蔗糖，代替苯 甲酸，同步骤（一），测定萘或蔗糖的燃烧热。 六 数据记录及处理 1．列表记录数据 m（苯甲酸＋燃烧皿）（ ） ｍ(萘＋燃烧皿)（ ） m（燃烧皿）（ ） ｍ（燃烧皿）（ ） m (苯甲酸)（ ） m (萘)（ ） 夹套水温（ ） 夹套水温（ ） 盛水桶水温（ ） 盛水桶水温（ ） 室温（ ） 大气压（ ） 室温（ ） 大气压（ ） 苯甲酸 萘 T/min Q/℃ T/min Q/℃ T/min Q/℃ T/min Q/℃
132.用雷若图解法求出苯甲酸和萘或蔗糖燃烧前后的温差。3.计算仪器热容C。4.求出或煎糖的燃烧热。七实验注意事项1.待测样品必须干燥，否则不易燃烧，而且称量有误。2．压片时，压力必须适中。否则压片太紧，不易燃烧；压片太松，又易炸裂残失，使燃烧不能完全。3.电极切勿与燃烧血接触，铁丝与燃烧皿亦不能相碰，以免引起短路。4.待测样品必须完全燃烧，否则需要重做实验。在燃烧第二个样品是，内筒水温须再次调节。5.氧气遇油脂会爆炸。因此氧气减压器、氧弹以及氧气通过的各个部件，各连接部分不允许有油污，更不允许使用润滑油。如发现油垢，应用乙醚或其它有机溶剂清洗干净。6.埚在每次使用后，必须清洗和除去碳化物，并用纱布清除粘着的污点。7.精密温度温差仪“采零”或正式测量后必须“锁定”。八思考题1.燃烧热测定实验中，为什么要将氧弹中的空气赶净?如果没有赶净氧弹中的空气，对实验结果有何影响，如何校正？2实验中，哪些因素容易造成误差？如果要提高准确度应如何进行？3.如何用萘的燃烧热数据来计算萘的标准生成热？4.实验测量得到的温度改变值为什么还要经过雷诺图解法校正？哪些误差来源会影响测量结果的准确性？
13 2．用雷若图解法求出苯甲酸和萘或蔗糖燃烧前后的温差。 3．计算仪器热容 C。 4．求出萘或蔗糖的燃烧热。 七 实验注意事项 1．待测样品必须干燥，否则不易燃烧，而且称量有误。 2．压片时，压力必须适中。否则压片太紧，不易燃烧；压片太松，又易炸裂残失，使燃烧 不能完全。 3．电极切勿与燃烧皿接触，铁丝与燃烧皿亦不能相碰，以免引起短路。 4．待测样品必须完全燃烧，否则需要重做实验。在燃烧第二个样品是，内筒水温须再次调 节。 5．氧气遇油脂会爆炸。因此氧气减压器、氧弹以及氧气通过的各个部件，各连接部分不允 许有油污，更不允许使用润滑油。如发现油垢，应用乙醚或其它有机溶剂清洗干净。 6．坩埚在每次使用后，必须清洗和除去碳化物，并用纱布清除粘着的污点。 7．精密温度温差仪“采零”或正式测量后必须“锁定”。 八 思考题 1．燃烧热测定实验中，为什么要将氧弹中的空气赶净?如果没有赶净氧弹中的空气，对实验 结果有何影响，如何校正？ 2．实验中，哪些因素容易造成误差？如果要提高准确度应如何进行？ 3． 如何用萘的燃烧热数据来计算萘的标准生成热？ 4． 实验测量得到的温度改变值为什么还要经过雷诺图解法校正？哪些误差来源会影 响测量结果的准确性？
14实验三液体饱和蒸气压的测定一预习要求1.明确蒸气压、正常沸点、沸腾温度的含义：了解动态法测定蒸气压的基本原理2．了解真空泵、气压计的使用及注意事项。3．了解如何检漏及实验操作时抽气、放气的控制。4.了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程式的意义。二 实验目的1，掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。2.了解真空泵、恒温槽及气压计的使用及注意事项。三实验原理在一定温度下，纯液体与其气相达平衡时蒸汽的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mo1液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大：温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：AupHmdinp_RT2dT(31)AapHm：摩尔汽化热（J·mol")R：气体常数（8.314J·mo1"·K")若温度改变的区间不大，△rapH，可视为为常数（实际上AapH㎡与温度有关）。积分上式得：A,Hm+BIn P=-(3-2)RTA,Hm或IgP=+ B'(33)2.303RT1(3-3)式表明lgP与有线性关系。作图可得一直线，斜率为tgα。因此可得实验温度范围T内液体的平均摩尔汽化热△rapHm。(3-4)ArapHm=-2.303R·tgα当外压为101.325kPa（760mmHg）时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。在图上，也可以求出液体的正常沸点
14 实验三 液体饱和蒸气压的测定 一 预习要求 1. 明确蒸气压、正常沸点、沸腾温度的含义；了解动态法测定蒸气压的基本原理。 2. 了解真空泵、气压计的使用及注意事项。 3. 了解如何检漏及实验操作时抽气、放气的控制。 4．了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙(Clausius- Clapeyron)方 程式的意义。 二 实验目的 1．掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求其平均摩尔气化热 和正常沸点。 2．了解真空泵、恒温槽及气压计的使用及注意事项。 三 实验原理 在一定温度下，纯液体与其气相达平衡时蒸汽的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压， 简称为蒸气压。蒸发 1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的蒸气 压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动 能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体 沸点将相应改变，当外压为 1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： (3-1) vap H m ：摩尔汽化热(J·mol -1) R：气体常数(8.314J·mol -1·K -1) 若温度改变的区间不大，vap H m 可视为为常数（实际上 vap H m 与温度有关）。积分上式得： B RT H P V m ln (3-2) 或 ' 2.303 lg B RT H P V m (3-3) (3-3)式表明lg P 与 T 1 有线性关系。作图可得一直线，斜率为tg 。因此可得实验温度范围 内液体的平均摩尔汽化热 vap H m 。 vapHm 2.303R tg (3-4) 当外压为 101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸 点。在图上，也可以求出液体的正常沸点