一、实验目的

(1)　用氧弹量热计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别与相互关系。

(2)　了解氧弹量热计的原理、构造及其使用方法，掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。

(3)　掌握用雷诺图解法校正温度的改变值。

二、实验原理

燃烧热是指1mol物质完全氧化时的反应热效应。所谓“完全氧化”，是指有机物质中的碳氧化生成气态二氧化碳、氢氧化生成液态水等。例如：萘的完全氧化方程式为：

C10H8(s)+12O2(g)10CO2(g)+4H2O(l)

燃烧热测定可在恒容或恒压条件下进行。由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功情况下，恒容燃烧热Qv=ΔU，恒压燃烧热Qp=ΔH。在氧弹式量热计中测得的燃烧热为Qv。Qp与Qv的关系为：

Qp=Qv+ΔnRT(1)

式中：Δn为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量的差值；R为摩尔气体常数；T为反应温度（K）。

在盛有定量水的容器中，放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器，引起温度上升。若已知水量为Wg，水的比热为c，仪器的水当量为W′(量热计每升高1℃所需的热量)，燃烧前、后的温度变化为ΔT，则mg物质的燃烧热为：

-m　样MQv-l·Ql=(c·W+W′)ΔT(2)

式中：M为样品的相对分子质量；Qv为样品的恒容燃烧热；l和Ql是引燃用金属丝的长度和单位长度燃烧热。

水当量W′可用已知燃烧热的物质（如本实验用苯甲酸）放在量热计中燃烧来测定。

在精确的实验中，辐射热及镍丝燃烧所放出的热量及温度计本身的校正都应该考虑。另外，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亦不能略去。

实验过程中，量热系统的温度随时间而变化，因此量热系统和恒温的环境之间不可避免地存在相互热辐射，对量热系统的温度变化值产生影响，这可以用雷诺图解法予以校正，即根据不同时间t测得量热系统的温度T的数据，作温度时间曲线CABD，如图２１（a）所示，曲线中A点为开始燃烧时量热系统的温度，B点为燃烧结束后测得的量热系统最高温度，然后在温度轴上找出对应于夹套水温的点TM，通过TM作时间轴的平行线，交CABD于M点，通过M点作时间轴的垂线，再通过A、B两点分别作CA、BD的切线交垂线于F、E两点，则由E、F两点所表示的温度之差值，即为燃烧反应前、后经校正的量热系统温度变化值ΔT。FF′表示在量热系统的温度从A点上升至M点这段时间Δt1内，由于环境辐射和搅拌等引进能量而造成量热系统温度的升高，这部分是必须扣除的；而EE′表示在量热系统的温度从M点升至B点这段时间Δt2内，由于量热系统辐射热量给环境而造成量热系统温度的降低，这部分是必须加上的。故用E、F两点所表示的温度之差值来表示量热系统的温度变化值ΔT是比较合理的。

图２１温度校正图

有时量热计的绝热情况良好，而搅拌器的功率偏大不断引进少许热量，使得燃烧后量热系统的温度最高点不出现，如图２１（b）所示，这种情况下的ΔT仍可按上法进行校正。