一種可視化化學(xué)反應(yīng)焓變測定實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種可視化化學(xué)反應(yīng)焓變測定 實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 《無機與分析化學(xué)實驗》和《工科化學(xué)實驗》分別是專業(yè)和非專業(yè)化學(xué)類學(xué)生的必 修課程，而"化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變的測定"作為驗證熱力學(xué)第一定律的經(jīng)典實驗，是這兩門課 程的必做實驗項目。全?；瘜W(xué)類工科學(xué)生每年平均2000人次都要在化學(xué)教學(xué)示范中心基 礎(chǔ)化學(xué)實驗室完成此實驗，實驗?zāi)康氖亲寣W(xué)生學(xué)習(xí)利用量熱計測定反應(yīng)摩爾焓變的原理和 方法。實驗室現(xiàn)有裝置利用保溫瓶代替絕熱量熱計配合水銀溫度計和秒表來完成本實驗， 但由于老式保溫杯蓋子保溫效果差、不透明而且易碎，再加上攪拌和溫度計要在蓋子上打 孔，增加了體系的熱量損耗，不僅導(dǎo)致系統(tǒng)誤差偏大，而且基礎(chǔ)化學(xué)實驗學(xué)生全部是大一新 生，動手能力不強，在操作過程中很容易打碎保溫杯和水銀溫度計，存在很多安全隱患。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型目的是提供一種可視化化學(xué)反應(yīng)焓變測定實驗裝置，它能有效地解決
【背景技術(shù)】中所存在的問題。
[0004] 為了解決【背景技術(shù)】中所存在的問題，它包含放置在磁力攪拌器3上的真空容器1 和與真空容器1密封蓋扣配合的真空蓋2以及相應(yīng)的電子測溫儀4,所述的真空容器1和 真空蓋2均為雙層中空透明有機玻璃加工制作而成，所述真空容器1的頂部設(shè)有一圈密封 圈5,所述真空容器1內(nèi)部的上方設(shè)有藥品池6,該藥品池6整體為上頂面設(shè)有開口的勺片 狀結(jié)構(gòu)，其兩端分別向外延伸出藥品池支架7,所述藥品池支架7的一端穿過密封圈5延伸 出真空容器1與控制旋鈕8相連，其另一端頂在密封圈5的內(nèi)側(cè)并與密封圈5轉(zhuǎn)動配合，所 述真空容器1的內(nèi)部設(shè)有與磁力攪拌器3對應(yīng)的攪拌磁子9和熱電偶10,所述的熱電偶10 通過導(dǎo)線穿過密封圈5與電子測溫儀4相連。
[0005] 所述的真空蓋2的頂部設(shè)有配重塊11。
[0006] 由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型具有以下有益效果：可適用于大部分化學(xué) 反應(yīng)熱的測定實驗，可大大提高實驗效率，有效降低安全事故的發(fā)生，該實驗儀器裝置結(jié)構(gòu) 設(shè)計獨特，使用操作方便且造價便宜，可適用于本專業(yè)和非專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)，也可在 科研實驗中進(jìn)行推廣應(yīng)用，意義重大。
【附圖說明】
[0007] 為了更清楚地說明本實用新型，下面將結(jié)合附圖對實施例作簡單的介紹。
[0008] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2是【具體實施方式】中實施例2的示意圖；
[0010] 圖3是【具體實施方式】中實施例3的示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述。
[0012] 實施例1
[0013] 參看圖1，一種可視化化學(xué)反應(yīng)焓變測定實驗裝置，包含放置在磁力攪拌器3上的 真空容器1和與真空容器1密封蓋扣配合的真空蓋2以及相應(yīng)的電子測溫儀4,所述的真空 容器1和真空蓋2均為雙層中空透明有機玻璃加工制作而成，所述真空容器1的頂部設(shè)有 一圈密封圈5,所述真空容器1內(nèi)部的上方設(shè)有藥品池6,該藥品池6整體為上頂面設(shè)有開 口的勺片狀結(jié)構(gòu)，其兩端分別向外延伸出藥品池支架7,所述藥品池支架7的一端穿過密封 圈5延伸出真空容器1與控制旋鈕8相連，其另一端頂在密封圈5的內(nèi)側(cè)并與密封圈5轉(zhuǎn) 動配合，所述真空容器1的內(nèi)部設(shè)有與磁力攪拌器3對應(yīng)的攪拌磁子9和熱電偶10,所述的 熱電偶10通過導(dǎo)線穿過密封圈5與電子測溫儀4相連。
[0014] 所述的真空蓋2的頂部設(shè)有配重塊11。
[0015] 本實施例可適用于大部分化學(xué)反應(yīng)熱的測定實驗，可大大提高實驗效率，有效降 低安全事故的發(fā)生，該實驗儀器裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，使用操作方便且造價便宜，可適用于本 專業(yè)和非專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)，也可在科研實驗中進(jìn)行推廣應(yīng)用，意義重大。
[0016] 實施例2
[0017] 化學(xué)反應(yīng)過程中，除了發(fā)生物質(zhì)的變化外，還有能量的變化，這種能量變化表現(xiàn)為 反應(yīng)熱效應(yīng)，而化學(xué)反應(yīng)通常是在恒壓的條件下進(jìn)行的，此反應(yīng)熱效應(yīng)叫做等壓熱效應(yīng)。化 學(xué)反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)％等于化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變A (放熱反應(yīng)為負(fù)值，吸熱反應(yīng)為 正值）。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下化學(xué)反應(yīng)的焓變稱為化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變，用表示。反應(yīng)熱 效應(yīng)的測量方法很多，實驗采用圖1所示裝置來測量。假設(shè)反應(yīng)物在腔中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 是在絕熱條件下進(jìn)行的，即反應(yīng)體系與環(huán)境不發(fā)生熱量傳遞。這樣，從反應(yīng)體系前后的溫度 變化和量熱器的熱容及有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量和比熱容等，就可以計算出反應(yīng)的熱效應(yīng)。本研制 裝置的操作原理和步驟為：①先將真空容器1放在磁力攪拌器3上，將磁子9放入真空容器 1內(nèi)，再往真空容器1內(nèi)注入定量藍(lán)色硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液；②加裝密封圈5、藥品池6和熱電偶 10,確保熱電偶10插入液面以下，將定量鋅粉裝入藥品池6后輕輕蓋上真空蓋2,并加上配 重11 ;③接通電源，打開磁力攪拌器3讓磁子9勻速攪拌，再打開電子測溫儀4待體系溫度 穩(wěn)定后記錄反應(yīng)前溫度；④調(diào)好秒表，慢慢轉(zhuǎn)動藥品池6當(dāng)鋅粉勻速灑落的同時按下秒表， 每隔30秒記錄一次溫度，注意觀察反應(yīng)液顏色，當(dāng)藍(lán)色完全消失后停止加鋅粉，待溫度不 再上升后，再記錄3分鐘的數(shù)據(jù)；⑤數(shù)據(jù)記錄完畢后，先關(guān)閉所有電子設(shè)備，然后拆裝，回收 鋅粉和廢液，清洗完真空容器1后倒置干燥，徹底清理實驗臺；⑥處理數(shù)據(jù)，完成實驗報告。 [0018] 實施例2
[0019] 本【具體實施方式】所涉及的輔助設(shè)備及配件均可在市場購置和加工，比如臺天平、 電子天平、磁力攪拌器以及容量瓶均屬于實驗室常用設(shè)備。以前此類實驗裝置大部分都屬 于自行設(shè)計并組裝，用保溫瓶代替量熱計和手動攪拌來進(jìn)行實驗，除了誤差大和安全性能 欠外，基本可以滿足教學(xué)需要。參看圖2,假設(shè)反應(yīng)物在量熱計中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是在絕熱 條件下進(jìn)行的，即反應(yīng)體系（量熱計）與環(huán)境不發(fā)生熱量傳遞。這樣，從反應(yīng)體系前后的溫 度變化和量熱器的熱容及有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量和比熱容等，就可以按（1)式計算出反應(yīng)的熱效 應(yīng)。本實驗是以鋅粉和硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)，在298. 15K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，Imol鋅置換硫 酸銅溶液中的銅離子，放出218. 7kJ的熱量。
[0020] 由溶液的比熱和反應(yīng)前后溶液的溫度變化，可求得上述反應(yīng)的焓變。計算公式如 下：
【主權(quán)項】
1. 一種可視化化學(xué)反應(yīng)焓變測定實驗裝置，其特征在于它包含放置在磁力攪拌器（3) 上的真空容器（1)和與真空容器（1)密封蓋扣配合的真空蓋（2)以及相應(yīng)的電子測溫儀 (4)，所述的真空容器（1)和真空蓋（2)均為雙層中空透明有機玻璃加工制作而成，所述真 空容器（1)的頂部設(shè)有一圈密封圈（5)，所述真空容器（1)內(nèi)部的上方設(shè)有藥品池（6)，該 藥品池（6)整體為上頂面設(shè)有開口的勺片狀結(jié)構(gòu)，其兩端分別向外延伸出藥品池支架（7)， 所述藥品池支架（7)的一端穿過密封圈（5)延伸出真空容器（1)與控制旋鈕（8)相連，其 另一端頂在密封圈（5)的內(nèi)側(cè)并與密封圈（5)轉(zhuǎn)動配合，所述真空容器（1)的內(nèi)部設(shè)有與 磁力攪拌器（3)對應(yīng)的攪拌磁子（9)和熱電偶（10)，所述的熱電偶（10)通過導(dǎo)線穿過密封 圈（5)與電子測溫儀⑷相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可視化化學(xué)反應(yīng)焓變測定實驗裝置，其特征在于所述的 真空蓋（2)的頂部設(shè)有配重塊（11)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可視化化學(xué)反應(yīng)焓變測定實驗裝置，它包含放置在磁力攪拌器(3)上的真空容器(1)和與真空容器(1)密封蓋扣配合的真空蓋(2)以及相應(yīng)的電子測溫儀(4)，所述的真空容器(1)和真空蓋(2)均為雙層中空透明有機玻璃加工制作而成，所述真空容器(1)的頂部設(shè)有一圈密封圈(5)，所述真空容器(1)內(nèi)部的上方設(shè)有藥品池(6)。本實用新型可適用于大部分化學(xué)反應(yīng)熱的測定實驗，可大大提高實驗效率，有效降低安全事故的發(fā)生，該實驗儀器裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，使用操作方便且造價便宜，可適用于本專業(yè)和非專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)，也可在科研實驗中進(jìn)行推廣應(yīng)用，意義重大。
【IPC分類】G01N25-20
【公開號】CN204495759
【申請?zhí)枴緾N201520223033
【發(fā)明人】陳創(chuàng)前, 于春俠, 康潔, 楊水蘭, 朱雪丹
【申請人】西安科技大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月10日