必须注意，应用这种作图法进行校正时，卡计的温度与外界环境的温度不宜相差太大（最好不超过2-3℃），否则会引入大的误差。【仪器试剂】1 个氧弹热量计1套万用电表1台贝克曼温度计1支案秤（10kg）1 只氧气钢瓶温度计（0~50℃）1支1 只秒表1 只氧气减压阀压片机2台放大镜1 个1个1只烧杯（1000ml）电炉（500W）1个塑料桶引燃专用铁丝直尺1 把苯甲酸（分析纯）剪刀1 把水杨酸（分析纯）【实验步骤】一、测定热量计的水当量1、样品制作用台秤称取大约0.8g左右苯甲酸，在压片机上压成圆片。样品压得太紧，点火时不易全部燃烧：压得太松样品容易脱落。将样品在干净的玻璃板上轻击二、三次，再用分析天平精确称量。2、装样并充氧气开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢丝更应该擦干净。搁上金属小血，小心将样品片放置在小皿中部。剪取15cm长的引燃铁丝，在直径约为3mm的玻璃棒上，将其中段绕成螺旋形约5～6圈。将螺旋部分紧贴在样片的表面，两端如剖面图所示固定在电极上。用万用表检查两电极间电阻值，一般应不大于202。旋紧氧弹盖，卸下进气管口的螺栓，换接上导气管接头。导气管另一端与氧气钢瓶上的减压阀连接。打开钢瓶阀门，使氧气中充入2Mpa的氧气。旋下导气管，关闭氧气瓶阀门，放掉氧气表中的余气。将氧弹的进气螺栓旋上，再次用万用表检查两电极间的电阻。如阻值过大或电极与弹壁短路，则应放出氧气，开盖检查。3、测量用容量瓶量取已被调节到低于室温1℃的自来水3000mL于盛水桶内。将氧弹放入水桶中央，装好搅拌马达，把氧弹两电极用导线与点火变压器连接，细心安装贝克曼温度计，盖上盖子。开动搅拌马达，待温度稳定上升后，每隔1min读取一次温度（用放大镜准备读至0.002℃）。10～15min后，按下变压器上电键通电点火。若变压器上指示灯亮后即熄灭，且温度迅速上升，表示氧弹内样品已燃烧：若灯亮后不熄，表示铁丝没有烧断，应立即加大电流引发燃烧；若指示灯根本不亮或者虽加大电流也不熄灭，而且温度也不见迅速上升，则须打开氧弹检查原因。自按下电键之后，读数改为每隔30s一次，直至两次读数差值小于0.005℃，读数间隔恢复为1min一次，继续15min后方可停止实验小心取下贝克曼温度计，再取出氧弹，打开出气口放出余气。旋开氧弹盖，检查样品燃烧是否完全。氧弹中应没有明显的燃烧残渣。若发现黑色残渣，则应重做实验。测量燃烧后26
26 必须注意，应用这种作图法进行校正时，卡计的温度与外界环境的温度不宜相差太大（最 好不超过 2-3℃），否则会引入大的误差。 【仪器试剂】 氧弹热量计 1 套 万用电表 1 个 贝克曼温度计 1 支 案秤（10kg） 1 台 氧气钢瓶 1 只 温度计（0～50℃） 1 支 氧气减压阀 1 只 秒表 1 只 压片机 2 台 放大镜 1 个 烧杯（1000ml） 1 只 电炉（500W） 1 个 塑料桶 1 个 引燃专用铁丝 直尺 1 把 苯甲酸（分析纯） 剪刀 1 把 水杨酸（分析纯） 【实验步骤】 一、 测定热量计的水当量 1、 样品制作 用台秤称取大约 0.8g 左右苯甲酸，在压片机上压成圆片。样品压得太紧，点火时不易全 部燃烧；压得太松样品容易脱落。将样品在干净的玻璃板上轻击二、三次，再用分析天平精 确称量。 2、 装样并充氧气 拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢丝更应该擦干净。搁上金属 小皿，小心将样品片放置在小皿中部。剪取 15cm 长的引燃铁丝，在直径约为 3mm 的玻璃棒 上，将其中段绕成螺旋形约 5～6 圈。将螺旋部分紧贴在样片的表面，两端如剖面图所示固定 在电极上。用万用表检查两电极间电阻值，一般应不大于 20Ω。旋紧氧弹盖，卸下进气管口的 螺栓，换接上导气管接头。导气管另一端与氧气钢瓶上的减压阀连接。打开钢瓶阀门，使氧 气中充入 2Mpa 的氧气。 旋下导气管，关闭氧气瓶阀门，放掉氧气表中的余气。将氧弹的进气螺栓旋上，再次用 万用表检查两电极间的电阻。如阻值过大或电极与弹壁短路，则应放出氧气，开盖检查。 3、 测量 用容量瓶量取已被调节到低于室温 1℃的自来水 3000mL 于盛水桶内。将氧弹放入水桶中 央，装好搅拌马达，把氧弹两电极用导线与点火变压器连接，细心安装贝克曼温度计，盖上 盖子。开动搅拌马达，待温度稳定上升后，每隔 1min 读取一次温度（用放大镜准备读至 0.002℃）。10～15min 后，按下变压器上电键通电点火。若变压器上指示灯亮后即熄灭，且温 度迅速上升，表示氧弹内样品已燃烧；若灯亮后不熄，表示铁丝没有烧断，应立即加大电流 引发燃烧；若指示灯根本不亮或者虽加大电流也不熄灭，而且温度也不见迅速上升，则须打 开氧弹检查原因。自按下电键之后，读数改为每隔 30s 一次，直至两次读数差值小于 0.005℃， 读数间隔恢复为 1min 一次，继续 15min 后方可停止实验 小心取下贝克曼温度计，再取出氧弹，打开出气口放出余气。旋开氧弹盖，检查样品燃 烧是否完全。氧弹中应没有明显的燃烧残渣。若发现黑色残渣，则应重做实验。测量燃烧后
剩下的铁丝长度以计算铁丝实际燃烧长度。最后擦干氧弹和盛水桶。样品点燃及燃烧完全与否，是本实验最重要的一步。二、水杨酸的燃烧热测量称取0.8g左右的水杨酸，同上述方法进行测定。【数据处理】室温大气压苯甲酸的质量水杨酸的质量点火丝的质量点火丝质量残余点火丝的质量残余点火丝质量盛水桶水温盛水桶水温夹套水温夹套水温苯甲酸（M=128.18）水杨酸（M=138.05）时间温度时间温度时间温度时间温度1、苯甲酸的燃烧热为一26460J-g-l；燃烧铁丝的燃烧热值为一2.9J·cm~1。2、作苯甲酸和萘燃烧的雷诺温度校正图，由AT计算水当量和萘的恒容燃烧热Qv，并计算其恒压燃烧热Qp。3、根据所用仪器的精度，正确表示测量结果，并指出最大测量误差所在。4、文献值恒压燃烧热测定条件kcal/molkJ/molJ/g苯甲酸-771.24-3226.9-26460p,20℃蔡-1231.8-5153.8-40205pe,25℃【分析讨论】1.样品应放在干燥器中干燥及保存2．点火丝需压在片内，如浮在片子面上会引起样品熔化而脱落，不发生燃烧。3.点火丝通常是直径约0.1mm左右的铂、铜、镍铬丝或其它已知热值的金属丝或棉线，常见点火丝的燃烧热值如下：铁丝6700J/g镍铬丝1400J/g铜线2500J/g棉线17500J/g4.在燃烧第二个样品时，须再次调节水温。27
27 剩下的铁丝长度以计算铁丝实际燃烧长度。最后擦干氧弹和盛水桶。 样品点燃及燃烧完全与否，是本实验最重要的一步。 二、水杨酸的燃烧热测量 称取 0.8g 左右的水杨酸，同上述方法进行测定。 【数据处理】 室 温 大 气 压 苯甲酸的质量 水杨酸的质量 点火丝的质量 点火丝质量 残余点火丝的质量 残余点火丝质量 盛水桶水温 盛水桶水温 夹套水温 夹套水温 苯甲酸（M=128.18） 水杨酸（M= 138.05） 时间 温度 时间 温度 时间 温度 时间 温度 1、苯甲酸的燃烧热为－26460J·g —1；燃烧铁丝的燃烧热值为－2.9J·cm－1。 2、作苯甲酸和萘燃烧的雷诺温度校正图，由△T 计算水当量和萘的恒容燃烧热 Qv，并计 算其恒压燃烧热 Qp。 3、根据所用仪器的精度，正确表示测量结果，并指出最大测量误差所在。 4、文献值 恒压燃烧热 kcal/mol kJ/mol J/g 测定条件 苯甲酸 -771.24 -3226.9 -26460 p Ө ,20℃ 萘 -1231.8 -5153.8 -40205 p Ө ,25℃ 【分析讨论】 1. 样品应放在干燥器中干燥及保存 2. 点火丝需压在片内，如浮在片子面上会引起样品熔化而脱落，不发生燃烧。 3. 点火丝通常是直径约 0.1mm 左右的铂、铜、镍铬丝或其它已知热值的金属丝或棉线， 常见点火丝的燃烧热值如下： 铁丝 6700J/g 镍铬丝 1400J/g 铜线 2500J/g 棉线 17500J/g 4. 在燃烧第二个样品时，须再次调节水温
5.如果样品为液体，则需将样品装入胶囊或安培瓶中进行测定。6.严格控制样品的称量范围，使标定量热计热容量和测定试样燃烧热时的温度范围基本相同，以消除温度计毛细管不均匀和不同温度时热容量有差异等因素引起的误差。7.在精密测量中，空气中氮气的燃烧值应从总热量中扣除。为此，在装样时，可预先在氧弹中加入10mL蒸馏水，燃烧后，将所生成的稀HNO3溶液移至锥形瓶中，并用少量蒸水洗涤氧弹内壁，一并收集在锥形瓶中，煮沸片刻（为什么？），用酚酰作指示剂，以0.1000mol-L-的HaOH溶液滴定，每毫升碱液相当于5.98J的热值（放热）。【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。【思考问题】1.试根据实验所得的雷诺校正图，解释体系和环境热交换的情况。2．水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？3.如果要提高实验的准确度应从哪儿个方面考虑4.如何用萘的燃烧热资料来计算萘的标准生成热。C10Hs（s）+1202（g）→10C02（g）+4H20（1)5.固体样品为什么要压成片状？6.在量热学测定中，还有那些情况可能需要用到雷诺温度校正法？7.如何用萘的燃烧热数据来计算萘的标准生成热？28
28 5. 如果样品为液体，则需将样品装入胶囊或安掊瓶中进行测定。 6. 严格控制样品的称量范围，使标定量热计热容量和测定试样燃烧热时的温度范围基本 相同，以消除温度计毛细管不均匀和不同温度时热容量有差异等因素引起的误差。 7. 在精密测量中，空气中氮气的燃烧值应从总热量中扣除。为此，在装样时，可预先在 氧弹中加入 10mL 蒸馏水，燃烧后，将所生成的稀 HNO3 溶液移至锥形瓶中，并用少量蒸馏水 洗涤氧弹内壁，一并收集在锥形瓶中， 煮沸片刻（为什么？）， 用酚酞作指示剂， 以 0.1000 mol·L －1 的 HaOH 溶液滴定，每毫升碱液相当于 5.98J 的热值（放热）。 【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。 【思考问题】 1. 试根据实验所得的雷诺校正图，解释体系和环境热交换的情况。 2. 水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？ 3. 如果要提高实验的准确度应从哪几个方面考虑。 4. 如何用萘的燃烧热资料来计算萘的标准生成热。 C10H8（s）＋12O2（g）→10CO2（g）＋4H2O（l） 5. 固体样品为什么要压成片状？ 6. 在量热学测定中，还有那些情况可能需要用到雷诺温度校正法？ 7. 如何用萘的燃烧热数据来计算萘的标准生成热？
实验四双液系的气一液平衡相图【目的要求】1.绘制在平p下环已烷一乙醇双液系的气一液平衡相图，确定其最低恒沸点温度及恒沸混合物的组成。了解相图和相律的基本概念。2.掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法，通过实验进一步理解分馏原理。3.掌握阿贝折射仪的使用方法。4.掌握用阿贝折射仪测定液体和蒸气的组成，学会用折光率确定双组分体系的组成的方法。【预习要求】1.了解绘制双液系相图的基本原理。2．了解阿贝折射仪的使用方法。3.了解本实验中的注意事项，如何判断气一液两相已达到平衡。【实验原理】常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。若两液体能按任意比例相互溶解，则称完全互溶双液体系：若只能部分互溶，则称部分互溶双液体系。双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相)的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T-X图。如图2-4-1所示，图中纵轴是温度（沸点)T，横轴是液体B的摩尔分数xB(或质量百分组成）。上面一条是气相线，下面一条是液相线，对于某一沸点温度所对应的二曲线上的两个点，就是该温度下气液平衡时的气相点和液相点，其相应的组成可从横轴上获得，即x、J。通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在T-X图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图2-4-1a)。而实际溶液由于A、B二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在T-X图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图2-4-1(b)、（c)所示。恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通过蒸馏无法改变其组成。↑0CRi1BBA1BAXB→XBXB→(b)(c)(a)图2-4-1完全互溶双液系的相图本实验采用回流冷凝的方法绘制环已烷-乙醇体系的T-X图。其方法是用阿贝折射仪测定不同组分的体系在沸点温度时气相、液相的折射率，再从折射率一组成工作曲线上查得相应的29
29 实验四 双液系的气－液平衡相图 【目的要求】 1. 绘制在平 p Θ 下环己烷－乙醇双液系的气－液平衡相图，确定其最低恒沸点温度及恒沸 混合物的组成。了解相图和相律的基本概念。 2. 掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法，通过实验进一步理解分馏原理。 3. 掌握阿贝折射仪的使用方法。 4. 掌握用阿贝折射仪测定液体和蒸气的组成，学会用折光率确定双组分体系的组成的方 法。 【预习要求】 1. 了解绘制双液系相图的基本原理。 2. 了解阿贝折射仪的使用方法。 3. 了解本实验中的注意事项，如何判断气－液两相已达到平衡。 【实验原理】 常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。若两液体能按任意比例相互溶解， 则称完全互溶双液体系；若只能部分互溶，则称部分互溶双液体系。双液体系的沸点不仅与 外压有关，还与双液体系的组成有关。恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物(气相) 和蒸馏液(液相)的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出 T-X 图。如图 2-4-1 所示， 图中纵轴是温度(沸点)T，横轴是液体 B 的摩尔分数 xB(或质量百分组成)。上面一条是气相线， 下面一条是液相线，对于某一沸点温度所对应的二曲线上的两个点，就是该温度下气液平衡 时的气相点和液相点，其相应的组成可从横轴上获得，即 x、y。 通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在 T-X 图上溶液的沸点介于 A、B 二纯液体 的沸点之间见图 2-4-1 (a)。而实际溶液由于 A、B 二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大 偏差，在 T-X 图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点 混合物，如图 2-4-1(b)、(c)所示。恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通 过蒸馏无法改变其组成。 图 2-4-1 完全互溶双液系的相图 本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷-乙醇体系的 T-X 图。其方法是用阿贝折射仪测定 不同组分的体系在沸点温度时气相、液相的折射率，再从折射率-组成工作曲线上查得相应的
组成，然后绘制T-X图。【仪器试剂】沸点测定仪一只一支玻璃水银温度计（50~100℃，分度值0.1℃）一支玻璃温度计（0～100℃，分度值1℃）一只调压变压器（0.5kVA）Abbe折光仪（棱镜恒温）一台一台超级恒温水浴一只玻璃漏斗（直径5cm）10只称量瓶（高型）长滴管10支4支带玻璃磨口塞试管（5ml）烧杯（50ml，100ml）各一只环己烷（分析纯）无水乙醇（分析纯）丙酮（分析纯）重蒸馏水冰实验室预先配置环已烷一乙醇系列溶液，以环已烷摩尔分数计大约为0.05，0.15，0.300.45，0.55，0.65，0.80，和0.95。【实验步骤】一、工作曲线绘制1、配制环已烷摩尔分数为0.05，015，0.300.45，0.55，0.65，0.80，0.95的环己已烷一乙醇溶液各10ml。计算所需环已烷和乙醇的质量，并用分析天平准确称取。为避免样品的挥发带来的误差，称量应尽可能迅速。各个溶液的确切组成可按实际称样结果精确计算。2、调节超级恒温水浴温度，使阿贝折光仪的温度计读数保持在某以定值。测量上述9个溶液以及乙醇和环已烷的折光率。为适应季节的变化，可选择若干个温度进行测定，通常可为25℃C，30℃，35℃等。3、用较大的坐标纸绘制若干条不同温度下图2-4-2沸点仪的结构图的折光率一组成工作曲线。1.温度计：2.加样口：3.电热丝：4.气相二、安装沸点仪冷凝液取样口：5凹形小槽如图2-4-2所示，将干燥的沸点仪安装好。检查带有温度计的软木塞是否塞紧，电热丝要靠30
30 组成，然后绘制 T-X 图。 【仪器试剂】 沸点测定仪 一只 玻璃水银温度计（50～100℃，分度值 0.1℃） 一支 玻璃温度计（0～100℃，分度值 1℃） 一支 调压变压器（0.5kVA） 一只 Abbe 折光仪（棱镜恒温） 一台 超级恒温水浴 一台 玻璃漏斗（直径 5cm） 一只 称量瓶（高型） 10 只 长滴管 10 支 带玻璃磨口塞试管（5ml） 4 支 烧杯（50ml，100ml） 各一只 环己烷（分析纯） 无水乙醇（分析纯） 丙酮（分析纯） 重蒸馏水 冰 实验室预先配置环己烷－乙醇系列溶液，以环己烷摩尔分数计大约为 0.05，0.15，0.30， 0.45，0.55，0.65，0.80，和 0.95。 【实验步骤】 一、工作曲线绘制 1、 配制环己烷摩尔分数为 0.05，0.15，0.30， 0.45，0.55，0.65，0.80，0.95 的环己烷－乙醇溶 液各 10ml。计算所需环己烷和乙醇的质量，并 用分析天平准确称取。为避免样品的挥发带来的 误差，称量应尽可能迅速。各个溶液的确切组成 可按实际称样结果精确计算。 2、 调节超级恒温水浴温度，使阿贝折光仪 的温度计读数保持在某以定值。测量上述 9 个溶 液以及乙醇和环己烷的折光率。为适应季节的变 化，可选择若干个温度进行测定，通常可为 25℃， 30℃，35℃等。 3、 用较大的坐标纸绘制若干条不同温度下 的折光率－组成工作曲线。 二、安装沸点仪 如图 2-4-2 所示，将干燥的沸点仪安装好。 检查带有温度计的软木塞是否塞紧，电热丝要靠 图 2-4-2 沸点仪的结构图 1.温度计；2.加样口；3.电热丝；4. 气相 冷凝液取样口；5 凹形小槽