碳酸钙的分解

碳酸钙的分解 CaCO3分解压测定 Determination of CaCo3 Decomposition Pressure 一、 实验目的及要求 1. 掌握一种测定平衡压力的方法——静态法测定不同温度下CaCO3的分解压。 2. 掌握温度控制技术与真空操作技术。 3. 计算CaCO3分解反应的标准摩尔反应焓变和标准摩尔反应熵变。 二、 实验原理 碳酸钙在较高温度下按下式分解并吸收一定的热量 CaCO3固CaO固CO2气 在这个反应体系内存在着三个单独的相基本上不互相溶解因此在一定温度时采用静态法确定在恒定温度下该化学反应已达到平衡反应的平衡数为 Kp 此式说明CaCO3在一定温度下分解达到平衡时CO2的压力保持不变称为分解压。分解压的数值随温度升高而增大其关系式为 式中ΔrHm??和??rSm??分别为反应的分解热和熵变化它们在一定的温度范围内变化不大可视为常数。因此若将lg Pco2/p??对 作图则可得一直线其斜率和截距分别为A??rHm??/2.303R及B??rSm??/2.303R。由A可以求出CaCO3的分解热由B可以求出分解反应的熵变化。 三、 试剂和仪器 CaCO3A.R瓷舟一个真空泵一台数字控温仪一台数字压力计一台管式电阻炉一台密闭装置一套铁丝一根 四、 实验步骤 1. 装样品 称取约5克粉状CaCO3试样装在一小瓷管或瓷舟内然后将它推入实验装置的反应管中部组装并连接好密闭装置和仪器设备。 2. 抽真空检查气密性 用真空泵抽气直至装置内近真空与气压计显示的当时大气压力值接近当抽至真空关闭实验装置中的活塞阀门后等待5分钟左右如果数字压力计显示值不显示明显变化则可进行实验。 3. 加热 确证实验装置不漏气后即可启动装置的数字温度控制仪控制电炉温度约在550?左右然后用真空泵再次将装置抽至近真空此时可利用CaCO3的少量分解以排除其它气体。但电炉温度不宜超过600?再次抽气时间宜在5分钟左右。 4. 测分解压 将电炉温度控制在650?保持恒定不变每隔五分钟测量一次数字压力计的显示值一般在810次的测定后判定其平衡值。反应达平衡后则可准确量出反应温度和压力数据。第一个温度下的测量完成后则可在电炉温度650800?之间选择58个温度按同样方法进行测量。 五. 注意事项 1. 打开真空体系之前先放气使体系内压力与大气一致装好样品后必须抽气检查体系的气密性判断不漏气才能开始实验。 2. 使装样瓷舟处于管式电炉的均温区不要将CaCO3粉末洒在石英管内 3. 样品及石英管内应干燥。 4. 注意测量反应温度的热电偶的位置应处于反应恒温区。 六. 数据处理 1 一定反应温度下的平衡分解压力PCO2数据须根据数字压力计的读数值和大气压值换算求得即PCO2P大P测式中P测为数字压力计所显示的的读数值。 2 将反应温度数据和所对应的平衡分解压力数据按公式 进行数据处理用图解法确定A及B值并求出CaCO3分解热??rHm和分解熵变化??rSm或者借助电脑用最小二乘法处理数据求出A及B值从而求得相应的??rHm和??rSm值。 3 根据实测数据求出PCO2101325Pa1标准大气压下CaCO3的分解温度。 4 将实验求得的数据??rHm、??rSm等与文献数据进行比较并讨论。 七. 文献数据 表1. 碳酸钙在不同温度下的分解压101325Pa/7601托 温度t ? 500 600 700 800 900 1000 1100 备注 PCO2托 4.95 30 201.3 992 883?分解4.95为624?数据 0.07 2.42 22.1 166 2941 8740 897?分解 0.08 1.6 17.5 129.2 661.2 2584 上述三组数据来源不同差异很大。但各自用本组数据计算碳酸钙的分解热所得结果误差不超过3。 表2. 某些反应的分解压 t ? P 托 t ? P 托 t ? P 托 t ? P 托 t ? P 托 450 6.8 1000 1.5 900 12.6 35 9.2 0 3.13 490 59.0 1300 29.0 1050 239 100 234 20 14.6 540 747.0 140577.0 1100557 147526 39 25.4 八. 提问思考 1. 此实验的主要误差来源于哪些因素 2. 两次抽真空的目的何在 3. 石英管内若洒 有CaCO3粉末会有哪些影响