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实验七 过氧化氢分解热的测定

实验七 过氧化氢分解热的测定. 【 实验目的 】 1 、了解测定反应热效应的一般原理和方法； 2 、学习温度计、秒表的使用； 3 、学习简单的作图方法. 【 实验原理 】 H 2 O 2 (l)====H 2 O + 1/2O 2 但在常温和无催化活性杂质下， H 2 O 2 相当稳定 本实验以 二氧化锰 为催化剂，用保温杯式简易量热计测定其稀溶液的催化分解热效应。 在一般的测定实验中，溶液的浓度很稀，近似的 C aq ≈C solv , m aq ≈m solv ，

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实验七 过氧化氢分解热的测定

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  1. 实验七 过氧化氢分解热的测定

  2. 【实验目的】1、了解测定反应热效应的一般原理和方法；2、学习温度计、秒表的使用；3、学习简单的作图方法

  3. 【实验原理】 H2O2 (l)====H2O + 1/2O2 但在常温和无催化活性杂质下，H2O2相当稳定 本实验以二氧化锰为催化剂，用保温杯式简易量热计测定其稀溶液的催化分解热效应。 在一般的测定实验中，溶液的浓度很稀，近似的 Caq≈Csolv, maq≈msolv， 量热计的热容: C==Caqmaq+Cp≈Csolv msolv +Cp， （Cp为量热计装置的热容）。 本实验中采用稀的过氧化氢水溶液，因此:

  4. C==cH2OmH2O +Cp, cH2O=4.184J.g-1.K-1, mH2O≈VH2O. Cp测定：往盛有质量为m的水（温度为T1）的量热计装置中，迅速加入相同质量的热水（温度为T2），测得混合后的水温T3，则: 热水失热＝cH2OmH2O(T2-T3) 冷水得热＝cH2OmH2O(T3-T1) 量热计装置得热＝(T3-T1)Cp 根据热平衡得到： cH2OmH2O(T2-T3)== cH2OmH2O(T3-T1) + (T3-T1)Cp Cp== cH2OmH2O(T2+T1-2T3)/(T3-T1)

  5. 因为简易量热计并非绝热体系，测温度变化时会碰到下述问题，即：因为简易量热计并非绝热体系，测温度变化时会碰到下述问题，即： 当冷水温度正在上升时，体系和环境已发生了热量交换，这就不能观测到最大的温度变化。 此误差可用外推作图法消除，即根据实验所测得的数据，以温度对时间作图，在所得各点间作一最佳直线，延长直线与纵轴相交，交点即为体系上升的最高温度。 如简易量热计的隔热性能好，在温度升到最高点时，数分钟内不下降，可不用外推作图法。

  6. 分解热的计算： 量热计吸收的总热量: Q==Cp(T’2-T’1) + cH2O2m H2O2(T’2-T’1) 由于稀的过氧化氢水溶液的密度和比热容近似与水的相等，因此: cH2O2（aq）≈cH2O=4.184J.g-1.K-1 m H2O2≈V H2O2（aq） Q==Cp⊿T+4.184 V H2O2（aq）⊿T ⊿H== -Q/ cH2O2 V H2O2/1000 == (Cp+4.184 V H2O2（aq）)⊿T.1000/ cH2O2 V H2O2 cH2O2为浓度。

  7. 【实验内容】 1、测定量热计装置的热容Cp： 测冷水温度T1，热水温度T2，混合后的水温T3; 2、每10秒记录一次温度，三次后，隔20秒记录一次，直到体系温度不再变化或等速下降为止，记录混合后的最高水温T3。 否则就需用外推作图法求出混合后的最高温度。 3、测定过氧化氢稀溶液的分解热⊿H： 测反应前过T’2氧化氢稀溶液的温度T’1，迅速加入二氧化锰，塞好塞子，并摇动保温杯，同时记录时间，每隔10秒记录一次；

  8. 当温度升到最高点时，记录此时的温度T’2，以当温度升到最高点时，记录此时的温度T’2，以 后隔20秒记录一次温度，如在3分种内不变，T’2即 可视为反应达到的最高温度，否则就需用外推作 图法求出反应达到的最高温度T’2。 【数据记录和处理】 P115-116表 过氧化氢稀溶液的分解热⊿H理论值＝98kJ/mol,实验值与理论值的相对百分误差应在10％以内。

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