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实验七 过氧化氢分解热的测定

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实验七 过氧化氢分解热的测定 - PowerPoint PPT Presentation


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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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Presentation Transcript
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【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:

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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)

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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。

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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。

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【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;

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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。