第一篇:苯甲酸熔點(diǎn)的測定有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
苯甲酸熔點(diǎn)的測定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
測定苯甲酸晶體的熔點(diǎn)范圍。
二、實(shí)驗(yàn)原理:
有機(jī)化合物熔點(diǎn)通常用毛細(xì)管法來測定,實(shí)際上測得的是一個(gè)熔點(diǎn)范圍,即試料從開始熔化到完全熔化為液體的溫度范圍,純粹的固態(tài)物質(zhì)通常有固定的熔點(diǎn)。
三、實(shí)驗(yàn)藥品與儀器:
藥品:苯甲酸晶體、石蠟
儀器:酒精燈、溫度計(jì)等
三、實(shí)驗(yàn)步驟:
①熔點(diǎn)管的準(zhǔn)備:把樣品裝入熔點(diǎn)管中,把干燥的粉末狀試樣在表面皿上堆成小堆。將熔點(diǎn)管的開口端插入試樣中,裝入少量的粉末,然后把熔點(diǎn)管樹立起來,使試料掉入管底,試料必須裝得均勻結(jié)實(shí)。高度約為2~3cm。②測點(diǎn)方法:將熔點(diǎn)管插入裝有石蠟的循環(huán)試管中酒精度加熱,觀察熔點(diǎn)管中試料的變化。記錄下熔點(diǎn)管中剛有小液體出現(xiàn)時(shí)和試料完全熔化這兩個(gè)溫度的讀數(shù)。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
苯甲酸剛?cè)刍瘯r(shí)的溫度t1=126℃
熔化完全的溫度t2=127.2℃
六、注意事項(xiàng):
①裝試料時(shí)熔點(diǎn)管的下落方向必須與桌面垂直,否則熔點(diǎn)管極易折斷。②記錄熔點(diǎn)時(shí)要記錄開始熔化和完全熔化的溫度。不可記錄這兩個(gè)溫度的平均值。
③測定熔點(diǎn)時(shí),要用校正過的溫度計(jì)。
第二篇:物化實(shí)驗(yàn)報(bào)告:燃燒熱測定_苯甲酸_萘
華南師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 燃燒熱的測定 _________
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
① 明確燃燒熱的定義,了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的區(qū)別。
② 掌握量熱技術(shù)的基本原理,學(xué)會(huì)測定奈的燃燒熱。
③ 了解氧彈卡計(jì)主要部件的作用,掌握氧彈量熱計(jì)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
④ 學(xué)會(huì)雷諾圖解法校正溫度改變值。
【實(shí)驗(yàn)原理】
燃燒熱是指 1 摩爾物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量。在恒容條件下測得的燃燒熱稱為恒容燃燒熱(O v), 恒容燃燒熱這個(gè)過程的內(nèi)能變化(△ U)
。在恒壓條件下測得的燃燒熱稱為恒壓燃燒熱(Q p),恒壓燃燒熱 等于這個(gè)過程的熱焓變化(△ H)。若把參加反應(yīng)的氣體和反應(yīng)生成的氣體作為理想氣體處理,則有下列關(guān) 系式:
-c H m = Q p = Q + A n RT(1)
本實(shí)驗(yàn)采用氧彈式量熱計(jì)測量蔗糖的燃燒熱。測量的基本原理是將一定量待測物質(zhì)樣品在氧彈 中完全燃燒,燃燒時(shí)放出的熱量使卡計(jì)本身及氧彈周圍介質(zhì)(本實(shí)驗(yàn)用水)的溫度升高。
氧彈是一個(gè)特制的不銹鋼容器(如圖)為了保證化妝品在若完全燃燒,氧彈中應(yīng)充以高壓氧氣(或者 其他氧化劑),還必須使燃燒后放出的熱量盡可能全部傳遞給量熱計(jì)本身和其中盛放的水,而幾乎不與周 圍環(huán)境發(fā)生熱交換。
但是,熱量的散失仍然無法完全避免,這可以是同于環(huán)境向量熱計(jì)輻射進(jìn)熱量而使其溫度升高,也可以是由于量熱計(jì)向環(huán)境輻射出熱量而使量熱計(jì)的溫度降低。因此燃燒前后溫度的變化值不能直接準(zhǔn)確 測量,而必須經(jīng)過作圖法進(jìn)行校正。
放出熱(樣品 + 點(diǎn)火絲)
=吸收熱(水、氧彈、量熱計(jì)、溫度計(jì))
量熱原理一能量守恒定律 在盛有定水的容器中,樣品物質(zhì)的量為 n 摩爾,放入密閉氧彈充氧,使樣品完全燃燒,放出的熱量傳 給水及儀器各部件,引起溫度上升。設(shè)系統(tǒng)(包括內(nèi)水桶,氧彈本身、測溫器件、攪拌器和水)的總熱容 為 C(通常稱為儀器的水當(dāng)量,即量熱計(jì)及水每升高 1K 所需吸收的熱量),假設(shè)系統(tǒng)與環(huán)境之間沒有熱交 換,燃燒前、后的溫度分別為 T 1、T 2 ,則此樣品的恒容摩爾燃燒熱為 :
(2)
1)
;n 為樣品的摩爾數(shù)(mol)
;C 為儀器的總熱容 J ? K-1
圖 1 氧彈量熱計(jì)構(gòu)造示意圖圖 2 氧彈構(gòu)造示意圖 1、氧彈—厚壁圓筒; 2 —彈蓋 2、內(nèi)水桶(量熱容器)—螺帽; 4 —進(jìn)氣孔 3、電極 4、溫度計(jì) 5 —排氣孔; 6 —電極 5、攪拌器 6、恒溫外套 8 —電極(也是進(jìn)氣管)
但是,由于(1):氧彈量熱計(jì)不可能完全絕熱,熱漏在所難免。
因此,燃燒前后溫度的變化不能直接 用測到的燃燒前后的溫度差來計(jì)算,必須經(jīng)過合理的雷諾校正才能得到準(zhǔn)確的溫差變化。
(2)多數(shù)物質(zhì)不 能自燃,如本實(shí)驗(yàn)所用萘,必須借助電流引燃點(diǎn)火絲,再引起萘的燃燒,因此,等式(2)左邊必須把點(diǎn) 火絲燃燒所放熱量考慮進(jìn)去就如等式(3):-nQ v,m-m 點(diǎn)火絲Q點(diǎn)火絲 HC
(3 3)
式中:
m 點(diǎn)火絲為點(diǎn)火絲的質(zhì)量,Q 點(diǎn)火絲為點(diǎn)火絲的燃燒熱,為-6694.4 J / g,?汀為校正后的溫度 升高值。
儀器熱容的求法是用已知燃燒焓的物質(zhì)(如本實(shí)驗(yàn)用苯甲酸),放在量熱計(jì)中燃燒,測其始、末溫度,經(jīng)雷諾校正后,按上式即可求出 Co 雷諾校正:消除體系與環(huán)境間存在熱交換造成的對(duì)體系溫度變化的影響。
方法:將燃燒前后歷次觀察的貝氏溫度計(jì)讀數(shù)對(duì)時(shí)間作圖,聯(lián)成 FHDG 線如圖 2-1-2。圖中 H 相當(dāng)于 開始燃燒之點(diǎn),D 點(diǎn)為觀察到最高溫度讀數(shù)點(diǎn),將 H 所對(duì)應(yīng)的溫度 T 1 , D 所對(duì)應(yīng)的溫度 T 2 ,計(jì)算其平均溫 度,過 T 點(diǎn)作橫坐標(biāo)的平行線,交 FHDG 線于一點(diǎn),過該點(diǎn)作橫坐標(biāo)的垂線 a, 然后將 FH 線和 GD 線外延交 a 線于 A、C 兩點(diǎn) ,A 點(diǎn)與 C 點(diǎn)所表示的溫度差即為欲求溫度的升高 厶 T o 圖中 AA 表示由環(huán)境輻射進(jìn)來的熱 量和攪拌引進(jìn)的能量而造成卡計(jì)溫度的升高,必須扣除之。
CC 表示卡計(jì)向環(huán)境輻射出熱量和攪拌而造成 卡計(jì)溫度的降低,因此,需要加上,由此可見,AC 兩點(diǎn)的溫度差是客觀地表示了由于樣品燃燒使卡計(jì)溫度 升高的數(shù)值 有時(shí)卡計(jì)的絕熱情況良好,熱漏小,而攪拌器功率大,不斷稍微引進(jìn)熱量,使得燃燒后的最高點(diǎn)不出 現(xiàn),如圖 2-1-3,這種情況下?汀仍可以按同法校正之。
【實(shí)驗(yàn)儀器與藥品】
儀器:
外槽恒溫式氧彈卡計(jì)(一個(gè))
;氧氣鋼瓶(一瓶)
;壓片機(jī)(2 臺(tái))
;數(shù)字式貝克曼溫度計(jì)(一臺(tái))
;0 ? 100 C 溫度計(jì)(一支)
;萬用電表(一個(gè));扳手(一把)
;藥品:
萘(A.R);苯甲酸(A.R 或燃燒熱專用);鐵絲(10cm 長); 【實(shí)驗(yàn)步驟】
一、量熱計(jì)常數(shù) K 的測定。、苯甲酸約 1.0g,壓片,中部系一已知質(zhì)量棉線,稱取潔凈坩堝放置樣片前后質(zhì)量 W1 和 W2。、苯甲酸約 1.0g,壓片,中部系一已知質(zhì)量棉線,稱取潔凈坩堝放置樣片前后質(zhì)量 W1 和 W2。、把盛有苯甲酸片的坩堝放于氧彈內(nèi)的坩堝架上,連接好點(diǎn)火絲和助燃棉線。、蓋好氧彈,與減壓閥相連,充氣到彈內(nèi)壓力為 1.2MPa 為止。、把氧彈放入量熱容器中,加入 3000ml 水。、插入數(shù)顯貝克曼溫度計(jì)的溫度探頭。
&接好電路,計(jì)時(shí)開關(guān)指向 “1 分”,點(diǎn)火開關(guān)到向“振動(dòng)”,開啟電源。約 10min 后,若溫度變化 均勻,開始讀取溫度。讀數(shù)前 5s 振動(dòng)器自動(dòng)振動(dòng),兩次振動(dòng)間隔 1min ,每次振動(dòng)結(jié)束讀數(shù)。、在第 10min 讀數(shù)后按下“點(diǎn)火”開關(guān),同時(shí)將計(jì)時(shí)開關(guān)倒向“半分”,點(diǎn)火指示燈亮。加大點(diǎn)火 電流使點(diǎn)火指示燈熄滅,樣品燃燒。燈滅時(shí)讀取溫度。、溫度變化率降為 0.05 ° C-min-1 后,改為 1min 計(jì)時(shí),在記錄溫度讀數(shù)至少 10min ,關(guān)閉電源。
先取出貝克曼溫度計(jì),再取氧彈,旋松放氣口排除廢氣。、稱量剩余點(diǎn)火絲質(zhì)量。清洗氧彈內(nèi)部及坩堝。
二、萘的恒容燃燒熱的測定 1、取萘 0.6g 壓片,重復(fù)上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄燃燒過程中溫度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。
【注意事項(xiàng)】
① 為避免腐蝕,必須清洗氧彈
② 點(diǎn)火成敗是實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵。應(yīng)仔細(xì)安裝點(diǎn)火絲和坩堝。點(diǎn)火絲不應(yīng)與彈體內(nèi)壁接觸,坩堝支持架不應(yīng)與 另一電極接觸。
③ 每次實(shí)驗(yàn)前均應(yīng)稱量坩堝。
【文獻(xiàn)值】
恒壓燃燒熱 kcal/mol kJ/mol J/g 測定條件 苯甲酸-771.24-3226.9-26410 p?,2 5 C 萘-1231.8-5153.8-40205 p?,25 C C p , m(H 2 OI)= 75.291 J/mol?K
C p , m(CO 2 g)= 37.11 J/mol?K C p,m(O 2 g)= 29.36 J/mol?K C p , m(苯甲酸 s)= 146.8 J/mol 水 C p , m
(萘 s)= 165.7 J/mol?K 【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理】
[實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù) ] 第一組測定的數(shù)據(jù):苯甲酸① 點(diǎn)火絲:
0.0121g 苯甲酸 + 點(diǎn)火絲(精測):
1.5072g 點(diǎn)火后剩余:
0.0040g 苯甲酸凈含量:
1.4951g 點(diǎn)火絲消耗質(zhì)量:
8.1 X 10-3
g
時(shí)間 /t(60s 每次)
溫度 /T(C)時(shí)間 /t(15s 每次)
溫度 /T(C)時(shí)間 /t(15s 每次)
溫度 /T(C)1 7.871 8 10.092 26 10.550 2 7.874 9 10.161 27 10.557 3 7.875 10 10.220 28 10.564 4 7.877 11 10.268 29 10.570 5 7.880 12 10.306 30 10.574 6 7.882 13 10.340 31 10.579 7 7.885 14 10.368 時(shí)間 /t(60s 每次)
溫度 /T(C)8 7.886 15 10.394 1 10.583 9 7.890 16 10.418 2 10.600 10 7.891 17 10.439 3 10.608 時(shí)間 /t(15s 每次)
溫度 /T(C)18 10.456 4 10.611 1 8.364 19 10.472 5 10.614 2 8.672 20 10.486 6 10.613 3 9.074 21 10.501 7 10.612 4 9.377 22 10.513 8 10.610 5 9.638 23 10.523 9 10.608 6 9.834 24 10.532 10 10.606 7 9.983 25 10.542
第二組測定的數(shù)據(jù):苯甲酸② 點(diǎn)火絲:
0.0120g 苯甲酸 + 點(diǎn)火絲(精測):
1.2750g 點(diǎn)火后剩余:
0.0088g 苯甲酸凈含量:/ 點(diǎn)火絲消耗質(zhì)量:
.2630g 3.2 X 10-3 g
時(shí)間 /t(60s 每次)
溫度 /T(C)時(shí)間 /t(30s 每次 溫度 /T(C)時(shí)間 /t(30s 每次)
溫度 /T(C)1 8.128 8 10.071 26 10.421 2 8.136 9 10.115 27 10.428 3 8.143 10 10.154 28 10.433 4 8.149 11 10.191 29 10.437 5 8.154 12 10.214 30 10.450 6 8.156 13 10.248 時(shí)間 /t(60s 每次)
溫度 /T(C 7 8.169 14 10.274 1 10.461 8 8.164 15 10.292 2 10.467 9 8.167 16 10.311 3 10.472 10 8.170 17 10.328 4 10.474 時(shí)間 /t(15s 每次)
溫度 /T(C)18 10.341 5 10.474 1 8.540 19 10.357 6 10.475 2 8.925 20 10.368 7 10.474 3 9.327 21 10.379 8 10.472 4 9.577 22 10.390 9 10.471 5 9.789 23 10.398 10 10.470 6 9.915 24 10.406
10.007 25 10.415
第三組測定的數(shù)據(jù):萘① 點(diǎn)火絲:
0.0140g 萘 + 點(diǎn)火絲(精測):
1.0051g 點(diǎn)火后剩余:
0.0061g 萘凈含量:
0.9911g 點(diǎn)火絲消耗質(zhì)量:
7.9 X 10-3
g
時(shí)間 /t(60s 每次)
溫度 /T(C)時(shí)間 /t(30s 每次 溫度 /T(C)時(shí)間 /t(30s 每次)
溫度 /T(C)1 8.100 8 10.358 26 10.840 2 8.105 9 10.435 27 10.846 3 8.109 10 10.494 28 10.850 4 8.113 11 10.541 29 10.854 5 8.115 12 10.580 時(shí)間 /t(60s 每次)
溫度 /T(C 6 8.119 13 10.615 1 10.865 7 8.121 14 10.643 2 10.872 8 8.124 15 10.669 3 10.877 9 8.127 16 10.691 4 10.878
8.130 17 10.713 5 10.878 時(shí)間 /t(15s 每次)溫度 /T(C)18 10.747 6 10.879 1 8.435 19 10.762 7 10.877 2 8.845 20 10.774 8 10.875 3 9.236 21 10.787
9.571 22 10.790
9.968 23 10.807
10.119 24 10.823
10.259 25 10.829
[ 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 ] ① 雷諾校正作圖 ② 計(jì)算卡計(jì)的熱容 C,并求出兩次實(shí)驗(yàn)所得水當(dāng)量的平均值。
苯甲酸的燃燒反應(yīng)方程式為:
C 7 H 6 O 2(s)+^O 2(g 戸 7CO 2(g)+3H 2 O(l), A c H^-3226.0kJ moL 根據(jù)基爾霍夫定律: 15--△ C p, m = 7 X C p, m(CO,g)+ 3 X C p, m(H 2 O,l)— G, m(苯甲酸 ,s)—
---
C p, m(Q,g)2 = 154.6805 J/mol ?K ???當(dāng)室溫為 26.0 C 時(shí)苯甲酸的燃燒焓為:
△ cHn(26.0 《)=△ c H.(25.0 C)+ △ C p X^ T =-3226.9 + 154.6805 X(26.0-25.0)X 10-3
=-3225.84 kJ/mol 則:苯甲酸的恒容摩爾燃燒熱為:
Q V
= △ c U m =A c Hi — RT 刀 B V B ?)=-3225.84 — 8.314 X 299.15 X(7 — 7.5)X 10-3
=-3224.6 kJ/mol 又: nQ =-C △ T-Q V 點(diǎn)火線 ? m 點(diǎn)火線 ?(I)苯甲酸①燃燒的數(shù)據(jù)處理:
Q 點(diǎn)火絲 ? m 點(diǎn)火絲 =-6694.4 X 10-3
X 3.7 X 10-3
=-0.02477 kJ
C =(15.517 + 15.866)+ 2 = 15.692 kJ/ C ③ 計(jì)算萘的恒容摩爾燃燒熱 Q V,m C=-nQv,m-Q 絲 5 絲 = AT
0 4354(-3224.6)-(-0.006025)122.12
= 15.866 kJ/ C 31.373-30.648(n)苯甲酸②燃燒的數(shù)據(jù)處理: Q 點(diǎn)火絲 ? m 點(diǎn)火絲 =-6694.4 X 10-3
X 9 X 10-4
=-6.025 X 10-3
kJ(川)兩次實(shí)驗(yàn)所得水當(dāng)量的平均值為:
根據(jù)公式:
nQ =-C
△ T-Q V 點(diǎn)火線 ? m 點(diǎn)火線 則:(I)萘①燃燒的數(shù)據(jù)處理:
_3 _3 Q 點(diǎn)火絲 ? m 點(diǎn)火絲 =-6694.4 X 10 _ 3
X 5.4 X 10 _ 3
=-0.03615 kJ Q V , m =(-C △ T-Q V 點(diǎn)火線 ? m 點(diǎn)火線)/n-15.692 29.695-28.47-0.03615 一 c … _ = =— 5217.9 kJ/mol 0.4731 128.18(n)萘②燃燒的數(shù)據(jù)處理:
Q 點(diǎn)火絲 ? m 點(diǎn)火絲 =-6694.4 X 10-3
X 1.7 X 10-3
=-0.01138 kJ Q V , m =(-C △ T-Q
V 點(diǎn)火線 ? m點(diǎn)火線)/n-15.692 28.867-27.627-0.01138 = =— 5178 kJ/mol 0.4819 128.18(川)萘的恒容摩爾燃燒熱平均值為 Q v , m
=(— 5217.9 — 5178)+ 2 = — 5197.5 kJ/mol ④ 求萘的恒壓摩爾燃燒熱 Q , m(即△ c Hn)萘燃燒的化學(xué)方程式為:
C 10 H 8 s 12O 2 g > 10CO 2 g 4H 2 O l "、B(g)=— 2,B 根據(jù)基爾霍夫定律:
? C p , m = 10 X C p,m(CO 2 ,g)+ 4 X C p,m(H 2 O,l)— C p,m(奈 ,s)— 12C p > m(O 2 ,g)= 154.304 J/mol?K ? 26.0 C 時(shí)奈的燃燒焓為:
△ c H m(26.0 《)=△ c U k + RT 刀 BW(g)=— 5206.63 + 8.314 X 299.15 X(— 2)X 10-3
=— 5211.604 kJ/mol ⑤ 由基爾霍夫定律將△ cHn(T)換成△ cf(298.15K),并與文獻(xiàn)比較 △ c H m(25.0 《)=△ c Hn(26.0 《)+△ GXA T =— 5211.604 + 154.304 X(25.0 — 26.0)X 10-3
=— 5211.758 kJ/mol 相對(duì)誤差:二 十 5 211.75 8
-(?53 8)|
go%” % 5153.8 【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論】
實(shí)驗(yàn)求得萘的燃燒熱 Q, 實(shí) 與文獻(xiàn)值 Q, 標(biāo)二』 153.85 kJ mol 」的誤差為 1.12%(小于 3%。可見本實(shí)驗(yàn)溫 度對(duì)萘的燃燒焓值
影響很小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確。產(chǎn)生誤差的原因除了儀器誤差之外,主要還有以下幾個(gè) 方面:
① 使用雷諾圖解法時(shí),要做切線,切線分別表示正常溫度上升和量熱系統(tǒng)溫度降低,切線擬合的結(jié)果 對(duì)△ T 的影響很大,此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果很大程度上取決于這一步數(shù)據(jù)處理。
② 在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中,夾套水溫也不可能恒定,這會(huì)對(duì) △ T 的求算造成影響。但是夾套中水很多,且 為了調(diào)零水溫只比夾套水溫 1K 左右,所以此誤差可以忽略,這也是步驟中調(diào)整水溫的原因。
③ 萘為易揮發(fā)性物質(zhì),壓片稱量后應(yīng)該迅速放入氧彈中,以免因揮發(fā)而損失過多的質(zhì)量,給實(shí)驗(yàn)帶來 誤差,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大。
④ 氧彈內(nèi)可能存在少量空氣,空氣中 N 2 的氧化會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。
⑤ 若試樣未完全燃燒,造成的影響很大,若有明顯的黑色殘?jiān)?,?shí)驗(yàn)應(yīng)重做。
⑥ 量取 3000mL 水使用的 2000mL 量筒的稱量誤差很大。
⑦ 水溫改變帶來的誤差:由于此次實(shí)驗(yàn)是測量的內(nèi)桶的水溫,且總的波動(dòng)不超過 3 C, 所以水溫的改 變會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成較大影響。
熱量交換很難測量,溫度或溫度變化卻很容易測量。本實(shí)驗(yàn)中采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定法,根據(jù)能量守恒原 理,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸燃燒放出的熱量全部被氧彈及周圍的介質(zhì)等吸收,使得測量體系的溫度變化,標(biāo)定出 氧彈卡計(jì)的熱容。再進(jìn)行奈的燃燒熱測量和計(jì)算。
測量體系與環(huán)境之間有熱量的交換,因?yàn)槔硐氲慕^熱條件是不可能達(dá)到的。同時(shí)影響熱量的交換量大小的 因素也比較多,①與體系、環(huán)境的材質(zhì)有關(guān);②與體系、環(huán)境的接觸界面積大小有關(guān);③與體系、環(huán)境的 溫差有關(guān),所以要定量準(zhǔn)確地測量出體系與環(huán)境交換的熱量是比較困難的。如果有凈的熱量交換的話,將 會(huì)增大實(shí)驗(yàn)的測量誤差。
在本實(shí)驗(yàn)中采用的是恒容方法先測量恒容燃燒熱,然后再換算得到恒壓燃燒熱。原因?yàn)椋孩偃绻鞘?用恒壓燃燒方法,就需要有一個(gè)無摩擦的活塞,這是機(jī)械摩擦的理想境界,是做不到的;②做燃燒熱實(shí)驗(yàn) 需要盡可能達(dá)到完全燃燒,恒壓燃燒方法難于使另一反應(yīng)物 一一“氧氣”的壓力(或濃度)達(dá)到高壓,會(huì)造 成燃燒不完全,帶來實(shí)驗(yàn)測定的實(shí)驗(yàn)誤差。
【實(shí)驗(yàn)評(píng)注與拓展】
(1)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵:點(diǎn)火成功、試樣完全燃燒是實(shí)驗(yàn)成敗關(guān)鍵,可以考慮以下幾項(xiàng)技術(shù)措施:
① 試樣應(yīng)進(jìn)行磨細(xì)、烘干、干燥器恒重等前處理,潮濕樣品不易燃燒且有誤差。
壓片緊實(shí)度:一般硬到表面有較細(xì)密的光潔度,棱角無粗粒,使能燃燒又不至于引起爆炸性燃燒殘剩黑糊 等狀。
② 點(diǎn)火絲與電極接觸電阻要盡可能小,注意電極松動(dòng)和鐵絲碰杯短路問題。
③ 充足氧(2MPa)
并保證氧彈不漏氧,保證充分燃燒。燃燒不完全,還時(shí)常形 成灰白相間如散棉絮狀。
④ 注意點(diǎn)火前才將二電極插上氧彈再按點(diǎn)火鈕,否則因儀器未設(shè)互鎖功能,極易發(fā)生(按攪拌鈕或 置 0 時(shí))誤點(diǎn)火,樣品先已燃燒的事故。
(2)
氧彈內(nèi)預(yù)滴幾滴水,使氧彈為水汽飽和,燃燒后氣態(tài)水易凝結(jié)為液態(tài)水。
試樣在氧彈中燃燒產(chǎn)生的壓力可達(dá) 14MPa,長期使用,可能引起彈壁的腐蝕,減少其強(qiáng)度。故氧彈應(yīng) 定期進(jìn)行 20MPa 水壓檢查,每年一次。
氧彈、量熱容器、攪拌器等,在使用完畢后,應(yīng)用干布擦去水跡,保持表面清潔干燥。恒溫外套(即 外筒)內(nèi)的水,應(yīng)采用軟水。長期不使用時(shí)應(yīng)將水倒掉。
氧彈以及氧氣通過的各個(gè)部件,各聯(lián)接部分不允許有油污,更不允許使用潤滑油,在必須潤滑時(shí),可 用少量的甘油。
(3)
儀器應(yīng)置放在不受陽光直射的單獨(dú)一間試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行工作。
室內(nèi)溫度和濕度應(yīng)盡可能變化小。
最適 宜的溫度是 20 _5 C。每次測定時(shí)室溫變化不得大于 1 C。因此。室內(nèi)禁止使用各種熱源,如電爐、火爐、暖氣等。
(4)如用貝克曼溫度計(jì),其調(diào)節(jié)可以歸納為倒立連接、設(shè)定溫度、正立震斷和校驗(yàn)四步,注意別讓水 銀過多地流向彎曲貯管,導(dǎo)致因水銀重而在正立時(shí),玻管擴(kuò)張?zhí)帓觳蛔?。也絕不允許放在電爐上烤等驟冷 驟熱情況出現(xiàn)。在精密的測量中,應(yīng)進(jìn)行貝克曼溫度計(jì)的校正。
改進(jìn)后的本實(shí)驗(yàn)普遍采用熱敏電阻溫度計(jì)、鉑電阻溫度計(jì)或者
熱電堆等,相應(yīng)配以電橋、指示 mV 值,實(shí)際已轉(zhuǎn)換為溫度(數(shù)顯溫度計(jì))的儀器,能 自動(dòng)記錄溫度,精密度可達(dá) 10,~10^K。國產(chǎn)型號(hào)為半自動(dòng) HR — 15A(B)數(shù)顯微機(jī)型或 WHR — 15 全自動(dòng) 微機(jī)型氧彈式熱量計(jì)。進(jìn)入了全面啟用電腦處理數(shù)據(jù)的新時(shí)代。
(5)苯甲酸和萘燃燒產(chǎn)物的熱容差別因?yàn)楫a(chǎn)物量小而儀器熱容的基數(shù)相對(duì)較大而可以忽略。
(6)量熱方法和儀器多種多樣,可參閱復(fù)旦大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。
量熱法廣泛用來測量各種反應(yīng)熱如 相變熱等。本實(shí)驗(yàn)裝置除可用作測定各種有機(jī)物質(zhì)、燃料、谷物等固體、液體物質(zhì)的燃燒熱外,還可以研 究物質(zhì)在充入其它氣體時(shí)反應(yīng)熱效應(yīng)的變化情況。
【提問與思考】
(1)什么是燃燒熱?它在化學(xué)計(jì)算中有何應(yīng)用? 答:在 101 kPa 時(shí),1 mol 可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱.單 位為 kJ/mol。反應(yīng)熱中 AH 為負(fù),則為放熱反應(yīng);為正,則為吸熱反應(yīng),燃燒熱為反應(yīng)熱的一種,其 AH 為負(fù)值含相同碳原子數(shù)的烷烴異構(gòu)體中,直鏈烷烴的燃燒熱最大,支鏈越多燃燒熱越小。
⑵什么是卡計(jì)和水的熱當(dāng)量?如何測得? 答:卡計(jì)和水當(dāng)量就是量熱儀內(nèi)筒水溫每升高一度所吸收的熱量(即量熱計(jì)的熱容量)。單位是:焦 耳 / 度 測法:用已知燃燒焓的物質(zhì)(如本實(shí)驗(yàn)用的苯甲酸),放在量熱計(jì)中燃燒,測量其始、末溫度,經(jīng)雷 諾校正后,按下式:
—n Q v,m — m 點(diǎn)火絲 Q 點(diǎn)火絲 =C AT 即可求出。
(3)測量燃燒熱兩個(gè)關(guān)鍵要求是什么?如何保證達(dá)到這兩個(gè)要求?答:
實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵:點(diǎn)火成功、試樣完全燃燒是實(shí)驗(yàn)成敗關(guān)鍵,可以考慮以下幾項(xiàng)技術(shù)措施:
① 試樣應(yīng)進(jìn)行磨細(xì)、烘干、干燥器恒重等前處理,潮濕樣品不易燃燒且有誤差。
壓片緊實(shí)度:一般硬到表面有較細(xì)密的光潔度,棱角無粗粒,使能燃燒又不至于引起爆炸性燃燒殘剩黑糊 等狀。
② 點(diǎn)火絲與電極接觸電阻要盡可能小,注意電極松動(dòng)和鐵絲碰杯短路問題。
③ 充足氧(2MPa)并保證氧彈不漏氧,保證充分燃燒。燃燒不完全,還時(shí)常形 成灰白相間如散棉絮狀。
④ 注意點(diǎn)火前才將二電極插上氧彈再按點(diǎn)火鈕,否則因儀器未設(shè)互鎖功能,極易發(fā)生(按攪拌鈕或置 0 時(shí))誤點(diǎn)火,樣品先已燃燒的事故。
(4)實(shí)驗(yàn)測量到的溫度差值為何要經(jīng)過雷諾作圖法校正,還有哪些誤差來源會(huì)影響測量的結(jié)果? 答:實(shí)際上,熱量計(jì)與周圍環(huán)境的熱交換無法完全避免,它對(duì)溫度測量值的影響可用雷諾溫度校正圖 校正。還可能帶來誤差的可能有:①實(shí)驗(yàn)過程中的系統(tǒng)誤差;②可能與當(dāng)天的溫度和氣壓有關(guān);③樣品可 能受潮使稱量時(shí)產(chǎn)生誤差;④樣品可能中可能含有雜質(zhì)。
第三篇:有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)9_苯甲酸的制備
實(shí)驗(yàn)九 苯甲酸的制備
類型: 設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
1、調(diào)研苯甲酸的各種制備方法
2、分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),作出比較和歸納
3、結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件,設(shè)計(jì)并按如下的反應(yīng)原理完成苯甲酸的制備
反應(yīng)原理;
使用重鉻酸鈉硫酸體系氧化苯乙酮制備苯甲酸:
COCH3COOH
Na2Cr2O7+H2SO4+CO+
2實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求:
預(yù)習(xí)部分:
1、配平有關(guān)的反應(yīng)方程式;
2、計(jì)算氧化 4 g苯乙酮,所需要的其他物質(zhì)的量;
3、查閱反應(yīng)物和產(chǎn)物及使用的其他物質(zhì)的物理常數(shù);
4、設(shè)計(jì)操作步驟(包括分析可能存在的安全問題,并提出相應(yīng)的解決策略);
5、列出使用的儀器設(shè)備,并畫出儀器裝置圖;
6、提出反應(yīng)的后處理方案;
7、提出產(chǎn)物的分析測試方法和打算使用的儀器。
實(shí)驗(yàn)部分:
1、學(xué)生預(yù)先向指導(dǎo)教師提出申請,確定實(shí)驗(yàn)的時(shí)間;
2、學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的具體操作;
3、對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行測試分析;
4、做好實(shí)驗(yàn)記錄,教師簽字確認(rèn)。
報(bào)告部分:
1、包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笏瓿傻母黜?xiàng)任務(wù);
2、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行討論;
3、整理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);
4、給出結(jié)論,確認(rèn)實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)物是否符合要求。
主要參考資料:
高占先主編,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),(2003)第4版,北京:高教出版社
第四篇:無機(jī)化學(xué)測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告
無機(jī)化學(xué)測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)名稱:室溫:氣壓:
年級(jí)組姓名實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師日期 基本原理(簡述):
數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果處理:
問題和討論
附注:
指導(dǎo)教師簽名
第五篇:有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡化
3-苯基-1-(4-甲基苯基)丙烯酮的合成07300220018馮巖峰
摘要:苯甲醛和對(duì)甲苯乙酮在堿性條件下反應(yīng),生成的產(chǎn)物經(jīng)冷卻析
出、抽濾洗滌、干燥、乙醇重結(jié)晶等步驟最后得到3-苯基-1-(4-甲基苯基)丙烯酮。
關(guān)鍵詞:苯甲醛對(duì)甲苯乙酮重結(jié)晶
苯甲醛:純品為無色液體,工業(yè)品為無色至淡黃色液體,有
苦杏仁氣味,微溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿。對(duì)甲苯乙酮:分子式:C9H10O,無色針狀結(jié)晶體或近似無
色液體,易溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿和丙二醇,幾乎不溶于水。
重結(jié)晶:固體有機(jī)化合物在溶液中隨著溫度的升高溶解度會(huì)
增大,因而可以利用這一性質(zhì),使得化合物形成過飽和溶液,再慢慢將溶液冷卻,最后使得比較純凈的化合物逐漸析出。引言:
實(shí)驗(yàn)原理:一分子苯甲醛和一分子對(duì)甲苯乙酮在堿性條件下,溫
度在45-50℃反應(yīng),生成一分子3-苯基-1-(4-甲基苯
基)丙烯酮和一分子水。
反應(yīng)式:C6H5CHO+ C7H7COCH3--------C8H7OCC7H7+H2O操作原理:點(diǎn)板原理:根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)中間產(chǎn)物、以及生成物
之間在層析液中溶解度不同,因此各種物質(zhì)在板上的擴(kuò)散速度不同,由此可以確定反應(yīng)是否發(fā)生以及時(shí)候
反應(yīng)完全。
重結(jié)晶:固體有機(jī)化合物在溶液中隨著溫度的升高溶解度會(huì)增
大,因而可以利用這一性質(zhì),使得化合物形成過飽和溶
液,再慢慢將溶液冷卻,最后使得比較純凈的化合物逐
漸析出。
實(shí)驗(yàn)部分:
實(shí)驗(yàn)儀器:
實(shí)驗(yàn)步驟:
100ml三頸瓶磁力攪拌器溫度計(jì)冷凝管布氏漏斗 抽濾裝置將100ml三頸瓶裝置在磁力攪拌器上,安裝溫度計(jì)和冷凝管,瓶中加入1.3gNaOH和11.5ml水。2.啟動(dòng)攪拌使NaOH溶解,再加入7.2ml95%乙醇。2.6ml苯甲醛和3.4ml對(duì)甲苯乙酮,控制反應(yīng)溫度在45-50℃下。此時(shí)溶液為淡黃白色,在反應(yīng)過程中,在大概反應(yīng)1個(gè)小時(shí)左右時(shí)進(jìn)行一次點(diǎn)板,確認(rèn)一下反應(yīng)是否進(jìn)行完全。先用乙酸乙酯和石油醚按照體積比為1:15來配制層析液,放置在瓶中,取層析板,在距離邊緣1cm處輕輕畫一條直線,取毛細(xì)管分別吸取兩個(gè)反應(yīng)物、一個(gè)中間產(chǎn)物、一個(gè)反應(yīng)生成物少許,按順序分別點(diǎn)在這條直線上,將這一邊緣浸入層析液中一段時(shí)間,然后取出,在儀器的照射下,觀察四種物質(zhì)溶液在板上的擴(kuò)散情況,確定反應(yīng)是否完成。大約攪拌1.5h左右,在反應(yīng)后期會(huì)有淡黃色的固體析出。3.反應(yīng)結(jié)束后邊攪拌邊用冰水浴冷卻反應(yīng)瓶直至產(chǎn)物完1.全析出。將析出的產(chǎn)物抽濾,抽濾過程中將晶體用水洗
滌至中性,即用pH試紙檢驗(yàn)得到中性的晶體即可。再
用0.5-1ml的冰水冷卻過的乙醇吸取未反應(yīng)的對(duì)甲苯乙
酮和苯甲醛,這次要注意洗到大部分晶體,確保洗的充
分,使得晶體純凈。晶體盡量壓干。
5.用95%的乙醇對(duì)晶體進(jìn)行重結(jié)晶,得到的產(chǎn)物熔點(diǎn)為
73-75℃。m裝載物=26.66gm總=32.13gm=5.47g(此
為未干燥的晶體質(zhì)量)。
實(shí)驗(yàn)討論與總結(jié):
本次實(shí)驗(yàn)為幾種有機(jī)實(shí)驗(yàn)基本操作的組合,還是比較容易的。總結(jié)起來有以下幾個(gè)地方在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候需要注意:
1.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生大量固體,所以磁力攪拌子要用大的,確保能夠在固體中保持轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.點(diǎn)板的時(shí)候?yàn)榇_保物質(zhì)擴(kuò)散效果好,要注意輕輕地點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)即可,不要點(diǎn)的太多,使得擴(kuò)散很粗糙,蓋住旁邊的物質(zhì)走線。此外,在浸入層析液之前要先照一下,確認(rèn)點(diǎn)得是否得當(dāng)。
3.重結(jié)晶的時(shí)候有兩個(gè)地方需要注意,首先在加熱使晶體溶解時(shí),注意內(nèi)液面要高于外液面,切忌反過來。其次在溶解后不要迅速放入冰水浴中或用玻璃棒攪拌,要靜止等待晶體析出,這樣可以得到純凈的晶體。
m裝載物=26.66gm總=32.13gm=5.47g(此為未干燥的晶體質(zhì)量)參考文獻(xiàn)《大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》,復(fù)旦大學(xué)出版社