物理化学实验 课程名称：物理化学实验(2-1和2-2)
英文名称：Physical Chemistry Experiments
课号：1040010461-462
所属院：化学学院
周学时：5
总学时：70*2
学分：2*2
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 教学对象（本课程适合的专业和年级） |
本课程是为综合大学化学专业（四年制）高年级本科生开设的基础化学实验。 |
| 预备知识 |
| 要求学生学过高等数学，普通物理及实验，无机化学及实验，化学分析及实验，有机化学及实验，对电工，仪表的基本知识有一定的了解。 |
| 课程在教学计划中的地位作用 |
物理化学实验的特点是借用物理数学的方法完成化学测试表征的任务，是一门多学科交叉的实验科学，是经典化学实验的提高，又是近代化学实验的基础。通过本课程的学习训练，使学生初步了解物理化学研究方法，熟悉物质的物理化学性质和化学反应规律之间的关系，学会重要的物理化学实验技术，掌握实验数据的处理及实验结果的分析与归纳方法，使学生在知识，能力，素质等各方面得到全面的培养，为进入综合实验阶段打下良好的基础。 |
| 课程的基本要求 |
1. 实验部分有四种类型。A 基本操作实验。B 必做实验（循环做）。C 设计性实验。 D 选做实验。
2. 讲座部分有二个方面：A 介绍进入实验前必须了解的基本知识。B 归纳和讲授通过实验应了解的基本方法和技术。要求学生通过实验及讲座学会基本仪器的使用方法，基本物理量的测试方法，掌握物理化学实验的基本方法，实验数据的分析和归纳方法。在实验基础上通过讲座使学生更系统全面的了解重要的测量技术及方法。在分析问题和解决问题的能力方面得到全面培养和锻炼。 |
| 课程内容及学时分配 |
整个课程分为三个阶段：
1 基本训练
操作实验：
“天平的使用及液体密度的测定”（5学时）
熟练掌握天平的操作方法。学习用比重瓶测定液体密度的方法，学习数据处理及误差分析和正确表达数据的方法。
“恒温槽的安装及检验”与“大气压的测定及校正”（5学时）
掌握实验室常用的水浴恒温槽的组装及调节方法，通过测定散热曲线，温度分布等掌握影响恒温槽灵敏度的因素及恒温槽性能的检测方法。掌握大气压计的使用及大气压校正方法。
讲座：
①“绪论及实验室安全”（5学时）②“数据及误差处理”（5学时）
2 完成四个实验循环
循环一：
“燃烧热的测定”（5学时）
通过萘燃烧热的测定，掌握氧弹量热计的量热原理及操作技术，学会数字贝克曼温度计，高压钢瓶及氧气减压器的使用方法，学习雷诺校正图的原理，作图法及应用于量热测量的ΔT校正，练习误差分析。
“液体饱和蒸气压的测量”（5学时）
通过不同温度下纯液体水（或乙醇，苯，四氯化碳等）饱和蒸气压的测定，掌握用克-克方程求液体的平均气化热的方法，掌握油泵，数字压力计等低真空技术，熟练气压计的使用及校正。
“双液系的气液平衡相图”（5学时）：
用回流冷凝法测定不同组成的乙酸乙酯-乙醇（或环已烷-异丙醇）的沸点，用折光法测定气-液平衡时气相及液相的组成，从而绘制常压下的二元体系气-液平衡相图。通过实验掌握沸点测定，温度计露茎校正的方法，掌握阿贝折光仪的使用及用折光数据确定体系组成的方法。
“分解反应平衡常数的测定”（5学时）：
测定氨基甲酸铵分解反应体系在不同温度下的总压，从而求算分解反应的平衡常数及热力学函数的改变量。通过实验掌握平衡常数的一种测定方法，及低真空和压力测量技术。
本实验循环完成后进行“真空技术”的讲座。（5学时）。
循环二：
“偏摩尔体积”（5学时）：
通过氯化钠－水体系的测定，学习密度法测定液体二元体系的偏摩尔体积的方法。掌握恒温下的液体密度测定法（比重瓶法）。加深对偏摩尔数量概念的理解，培养学生认真细致的实验能力。
“电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度的测定”（5学时）：
通过测定十二烷基硫酸钠的CMC，了解电导法测定阴离子表面活性剂CMC的一般方法和适用条件，掌握电导率仪的使用方法。
“电泳”（5学时）：
学习电泳法测定胶粒的电荷（测AgI及Fe(OH)3溶胶），了解影响胶粒电荷的因素，测定Fe(OH)3溶胶的ξ电位，掌握由电泳法测定ξ电位的方法，掌握直流电源及电压调节线路，熟悉影响ξ电位的因素，学习溶胶的制备。
“气体－溶液界面上的吸附”（5学时）：
用最大气泡压力法测液体表面张力方法研究气体－溶液界面的吸附性质，并求算分子的截面积及长度（作正丁醇－水体系）。掌握最大气泡压力求液体表面张力的方法。
本实验循环完成后进行“温度测量及控制”（5学时）
循环三：
“原电池电动势的测定”（5学时）
本实验使用Ag-AgNO3 ,Zn-ZnSO4,饱和甘汞电极三个电极，测定不同浓度的Ag-AgNO3和Zn-ZnSO4溶液三个电极两两组成电池的电动势，由Ag/Ag+组成的浓差电池，测AgCl的溶度积。掌握电极制备，参比电极，盐桥的使用方法，掌握电位差计测量技术。加深对可逆电池概念的理解。
“电解质溶液电导的测定”（5学时）
本实验用交流电桥法测定不同浓度NaCl,NaAc,HCl,HAc溶液的电导，从而求算定温HAc下的电离常数。通过实验掌握电解质溶液电导的测量方法。了解强电解质与弱电解质的电导随浓度的变化规律。
“氢超电压”（5学时）
本实验用恒电流法测定光亮铂电极的阴极极化曲线，从而测定氢的活化过电位。通过实验使学生掌握恒电流极化曲线测定方法，了解不可逆电极的意义及影响过电位的因素。学习数字电压表，高压氢气钢瓶的使用。
“粘度法测定高聚物分子量”（5学时）
本实验用粘度法测定聚乙烯醇的平均分子量。通过实验掌握用乌氏粘度计测定粘度的实验方法及操作技术。本循环完成后进行“电学测量”的讲座（5学时）。
循环四：
“过氧化氢催化分解反应”（5学时）：
本实验测定催化分解反应的动力学规律。通过实验使学生掌握跟踪反应过程气体体积变化测定动力学规律的实验方法。掌握用尝试法检验一级反应规律的方法。
“蔗糖酸催化反应”（5学时）：
本实验测定蔗糖酸催化反应动力学规律。通过实验使学生掌握旋光仪的使用，掌握跟踪反应过程体系旋光变化测定动力学规律的实验方法。
“丙酮碘化反应”（5学时）：
测定酸催化下丙酮碘化反应的动力学规律，掌握用跟踪体系吸光度的变化研究动力学规律的方法。掌握722型分光光度计的使用。掌握复杂反应的特征及影响反应速率的因素。
“溶液中的离子反应”（5学时）：
本实验用碘钟法研究KI与K2S2O8反应的动力学规律。通过实验掌握孤立法研究动力学规律，掌握离子强度对反应速率的影响，学习活化能，活化熵等的测定方法。
本循环后完成进行“宏观动力学研究方法及光学测量技术”的讲座（5学时）。
学生每进入一个循环段之前，要做两个学时的预习。
3 扩展实验（5学时）：
基本利用原实验设备改变某些条件做新的实验，扩展学生思维，熟练仪器操作。
4 设计性实验（15学时）：
课程最后每个学生完成一个实验，实验题目由同学自选或教师指定（不脱离所作物理化学实验的方法范围）。实验前由学生自己查阅资料后设计出实验方案，经教师审核同意后，由学生独立完成，最后写出报告。目的在于培养学生综合运用学到的物理化学实验方法，提高分析问题解决问题的独立工作能力。
5 成绩考核：
课程结束后进行闭卷考试，考试成绩占总成绩30%（平时实验占70%）。
6 自选实验：
（1） 凝固点降低法测定物质的相对分子量（5学时）
（2） 部分互溶三液系相图（5学时）
（3） 配合物组成和稳定常数的测定（5学时）
（4） 方波脉冲电流镀锌（5学时）
（5） 铁的阳极钝化曲线的测定（5学时）
（6） 乙酸乙酯皂化反应（5学时） |
| 教材 |
名称：基础化学实验
作者：王秋长等
出版日期：2003年4月
出版社：科学出版社
获奖情况：
使用情况：良好。 |
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| 主要参考书 |
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| 本大纲的特色（在教学内容、方法、手段方面改革的情况） |
减少了必做实验，加强了设计性实验，增开了开放性的选做实验，既保证了每个学生必备的基本知识，又增加了灵活性，注重在教学中培养和发挥学生的创造力。 |
| 补充说明 |
由于课程调整，物理化学实验分为“1”和“2”两门课，但教学内容是连贯和统一的。两个学期才能完成全部教学内容。 |
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