2004年5月第22卷第3期
安徽教育学院学报
Jour nal o f Anhui Instit ute o f Educatio n
M ay. 2003V o l. 22No. 3
燃烧热测定实验的一点改进
宋皖英
(安徽教育学院化学系, 安徽合肥230061)
[摘 要]在燃烧热测定实验中, 萘一直是作为被测物质。考虑到它对环境的污染和对人体健康的危害, 改用蔗糖为被测物质, 实验效果很好。 [关键词]
[中图分类号]O642. 2 [文献标识码]A [文章编号]1001-5116(2004) 03-0077-01
热效应的数据是化学热力学中基本的数据之一, 是热力学数据表中的重要组成部分。这些数据不仅给能量的合理利用提供了数量依据, 而且在判断过程的方向性、解决相平衡、化学平衡等问题中也是不可缺少的。热效应的实验测定是一种高超的量热技术, 是热力学实验中必须掌握的方法。
燃烧热是指1mo l 物质完全燃烧时放出的热量。由物质的燃烧热可计算反应热。因此燃烧热的测定是热效应测定的基本方法之一。
萘的燃烧热的测定是物理化学实验课程中的一个经典实验, 整个实验设计很完善, 很适合学生试验。该试验是在氧弹量热计中测定萘的恒容燃烧热, 即萘完全氧化反应的反应热:
C 10H 8+12O 2=4H 2O+10CO 2再根据式:△H =△U +△(PV) 可计算出恒压燃烧热。
由于采用的被测样品是萘, 萘是一种对人体健康有危害的物质, 且能挥发易升华, 很容易扩散到大气中污染环境。由于是学生实验, 尽管每个实验萘的用量仅为0. 5g 左右(如果要求重复一次, 则为1g 左右) , 但学生人数多, 萘的总用量并不少。在实验过程中, 萘的用量学生先要用台秤进行初步称量, 然后将其压片, 再用分析天平精确称量, 直到放入氧弹前的这些操作过程, 萘一直都是暴露在敞开的环境中, 肯定会有部分挥发、升华进入大气和被人吸入。而年复一年的试验, 就形成了一个稳定的污染源。
考虑环保的要求, 有必要选取一种对环境和人体无害的物质来替代萘。这种物质必须是碳水化合物, 可以燃烧尽, 最终产物为CO 2和H 2O 。在常温下, 还必须是固态粉末状或晶体状的物质, 可以压制成片。因此, 在常见的有机物中, 蔗糖就自然成了首选。其燃烧反应为:
2C 12H 22O 11+35O 2=24CO 2+22H 2O
蔗糖除了满足上述条件外, 还有价廉、易获得的优点。它在101325Pa , 25℃时的燃烧热是5640. 9k J /mo 。l 该条件下萘的燃烧热为5153. 9k J /mo l ,
苯甲酸为3226. 9k J/mol, 苯酚为3053. 5k J/mol [1]。
在一些常见的固态有机物中, 蔗糖的燃烧热相对较大, 因此实验现象明显, 即氧弹周围介质(水) 温度升高幅度较大。
蔗糖的实验用量是相对于萘的用量来确定的。原实验中萘的用量为0. 5g 左右, 而萘的摩尔质量为128g /mol 。因此, 0. 5g 萘的燃烧热的计算值为:
5153. 9÷128×0. 5=20k J
而要获得20k J 的燃烧热, 需要蔗糖的量可计算如下(蔗糖的摩尔质量为342g /mol):
=1. 2g
5640÷342
我们在实验中, 蔗糖的用量为1g 左右, 不超过1. 2g , 以免蔗糖压片过厚而不能完全烧尽。学生实验中用蔗糖代替萘, 效果很好。
应注意的问题:
(1) 蔗糖易溶于水, 受潮即刻溶化。所以蔗糖压片后, 一定要将压片机的压片模擦干净, 不能有残留糖, 否则糖受潮后会粘在模内, 影响下一次压片, 也会腐蚀压片模。
(2) 在酸或酶的作用下, 蔗糖也会发生水解反应:
C 12H 22O 11+H 2O →C 6H 11O 6+C 6H 11O 6 (葡萄糖) (果糖)
所以蔗糖应始终保持干燥。
(3) 压片不要过紧, 以免不能完全燃烧。
[参 考 文 献]
[1]Ro bert C. W east, CRC H a ndboo k of Chem.
Phy s. , 63th , D-280(1982-1983)
And
[收稿日期] 2003-12-10
[作者简介] 宋皖英, 安徽教育学院化学系教师。
2004年5月第22卷第3期
安徽教育学院学报
Jour nal o f Anhui Instit ute o f Educatio n
M ay. 2003V o l. 22No. 3
燃烧热测定实验的一点改进
宋皖英
(安徽教育学院化学系, 安徽合肥230061)
[摘 要]在燃烧热测定实验中, 萘一直是作为被测物质。考虑到它对环境的污染和对人体健康的危害, 改用蔗糖为被测物质, 实验效果很好。 [关键词]
[中图分类号]O642. 2 [文献标识码]A [文章编号]1001-5116(2004) 03-0077-01
热效应的数据是化学热力学中基本的数据之一, 是热力学数据表中的重要组成部分。这些数据不仅给能量的合理利用提供了数量依据, 而且在判断过程的方向性、解决相平衡、化学平衡等问题中也是不可缺少的。热效应的实验测定是一种高超的量热技术, 是热力学实验中必须掌握的方法。
燃烧热是指1mo l 物质完全燃烧时放出的热量。由物质的燃烧热可计算反应热。因此燃烧热的测定是热效应测定的基本方法之一。
萘的燃烧热的测定是物理化学实验课程中的一个经典实验, 整个实验设计很完善, 很适合学生试验。该试验是在氧弹量热计中测定萘的恒容燃烧热, 即萘完全氧化反应的反应热:
C 10H 8+12O 2=4H 2O+10CO 2再根据式:△H =△U +△(PV) 可计算出恒压燃烧热。
由于采用的被测样品是萘, 萘是一种对人体健康有危害的物质, 且能挥发易升华, 很容易扩散到大气中污染环境。由于是学生实验, 尽管每个实验萘的用量仅为0. 5g 左右(如果要求重复一次, 则为1g 左右) , 但学生人数多, 萘的总用量并不少。在实验过程中, 萘的用量学生先要用台秤进行初步称量, 然后将其压片, 再用分析天平精确称量, 直到放入氧弹前的这些操作过程, 萘一直都是暴露在敞开的环境中, 肯定会有部分挥发、升华进入大气和被人吸入。而年复一年的试验, 就形成了一个稳定的污染源。
考虑环保的要求, 有必要选取一种对环境和人体无害的物质来替代萘。这种物质必须是碳水化合物, 可以燃烧尽, 最终产物为CO 2和H 2O 。在常温下, 还必须是固态粉末状或晶体状的物质, 可以压制成片。因此, 在常见的有机物中, 蔗糖就自然成了首选。其燃烧反应为:
2C 12H 22O 11+35O 2=24CO 2+22H 2O
蔗糖除了满足上述条件外, 还有价廉、易获得的优点。它在101325Pa , 25℃时的燃烧热是5640. 9k J /mo 。l 该条件下萘的燃烧热为5153. 9k J /mo l ,
苯甲酸为3226. 9k J/mol, 苯酚为3053. 5k J/mol [1]。
在一些常见的固态有机物中, 蔗糖的燃烧热相对较大, 因此实验现象明显, 即氧弹周围介质(水) 温度升高幅度较大。
蔗糖的实验用量是相对于萘的用量来确定的。原实验中萘的用量为0. 5g 左右, 而萘的摩尔质量为128g /mol 。因此, 0. 5g 萘的燃烧热的计算值为:
5153. 9÷128×0. 5=20k J
而要获得20k J 的燃烧热, 需要蔗糖的量可计算如下(蔗糖的摩尔质量为342g /mol):
=1. 2g
5640÷342
我们在实验中, 蔗糖的用量为1g 左右, 不超过1. 2g , 以免蔗糖压片过厚而不能完全烧尽。学生实验中用蔗糖代替萘, 效果很好。
应注意的问题:
(1) 蔗糖易溶于水, 受潮即刻溶化。所以蔗糖压片后, 一定要将压片机的压片模擦干净, 不能有残留糖, 否则糖受潮后会粘在模内, 影响下一次压片, 也会腐蚀压片模。
(2) 在酸或酶的作用下, 蔗糖也会发生水解反应:
C 12H 22O 11+H 2O →C 6H 11O 6+C 6H 11O 6 (葡萄糖) (果糖)
所以蔗糖应始终保持干燥。
(3) 压片不要过紧, 以免不能完全燃烧。
[参 考 文 献]
[1]Ro bert C. W east, CRC H a ndboo k of Chem.
Phy s. , 63th , D-280(1982-1983)
And
[收稿日期] 2003-12-10
[作者简介] 宋皖英, 安徽教育学院化学系教师。