物理化學(xué)實驗

1、物理化學(xué)實驗Physical Chemistry Experiment（化學(xué)96學(xué)時）一、 任務(wù)和要求1.物理化學(xué)實驗的主要任務(wù)物理化學(xué)實驗作為化學(xué)實驗科學(xué)的重要分支，是化學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的一門獨立的基礎(chǔ)實驗課程。物理化學(xué)實驗的主要目的和任務(wù)是使學(xué)生初步了解物理化學(xué)的研究方法，并通過實驗熟悉物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)與反應(yīng)規(guī)律之間的關(guān)系，學(xué)會需要的物理化學(xué)實驗技術(shù)，掌握實驗數(shù)據(jù)的處理及實驗結(jié)果的分析與歸納方法，從而加深對物理化學(xué)基本理論和概念的理解，增強解決實際化學(xué)問題的能力。通過結(jié)構(gòu)化學(xué)部分的實驗，幫助學(xué)生生動地理解和總結(jié)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，培訓(xùn)學(xué)生的一種新的思維體制，以便進入化學(xué)領(lǐng)域的更高層次。2基

2、本內(nèi)容和基本要求1.本課程由實驗和講座兩個教學(xué)環(huán)節(jié)組成。實驗方面，要求完成20個基礎(chǔ)實驗，分為16個物理化學(xué)實驗和4個結(jié)構(gòu)化學(xué)實驗。通過本實驗使學(xué)生初步掌握必要的物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)實驗實驗方法，熟悉各種物理化學(xué)現(xiàn)象，并學(xué)會實驗數(shù)據(jù)的歸納和分析方法。實驗講座的目的在于提高學(xué)生解決實際問題的能力，使學(xué)生在實驗操作訓(xùn)練基礎(chǔ)上能對物理化學(xué)的實驗方法和實驗技術(shù)有較系統(tǒng)的概括了解。2.實驗內(nèi)容的選取，包括熱力學(xué)、電化學(xué)、動力學(xué)、表面現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)化學(xué)等部分有代表性的實驗，使學(xué)生了解物理化學(xué)的概貌，另一方面，根據(jù)現(xiàn)有儀器設(shè)備條件，力求在實驗方法和實驗技術(shù)上得到全面的訓(xùn)練。3.實驗講座包括物理化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識，主

3、要實驗方法技術(shù)（包括溫度的測量和控制、真空技術(shù)、電化學(xué)測量技術(shù)、光化學(xué)測量技術(shù)、測壓技術(shù)和數(shù)據(jù)的計算機處理技術(shù)等內(nèi)容），盡可能反映近代科學(xué)研究和實驗儀的新成就。另外要介紹實驗的安全防護、誤差問題、數(shù)據(jù)表達方法、文獻數(shù)據(jù)查閱和實驗設(shè)計思想等。二、適用專業(yè)化學(xué)專業(yè)。三、實驗內(nèi)容、實驗類型和學(xué)時安排序號實驗項目名稱實驗時數(shù)實驗類型1恒溫水浴的組裝及性能測試4基本2凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量4基本3純液體飽和蒸氣壓的測定4基本4燃燒熱的測定4基本5溶解熱的測定4基本6雙液系氣液相圖6基本7二組分固-液平衡相圖5基本8紫外分光光度計測定萘在硫酸銨水溶液中的活度系數(shù)6綜合9原電池電動勢的測定及其應(yīng)用4基

4、本10旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)4基本11電動勢法研究甲酸溴化反應(yīng)動力學(xué)8研究12電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化速率6綜合13B-Z振蕩反應(yīng)5基本14最大泡壓法測定溶液的表面張力4基本15黏度法測定高聚物相對分子量4基本16電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度4基本17摩爾折射度的測定5基本18偶極矩的測定5基本19磁化率的測定5基本20Cr(III) 配合物八面體晶體場分裂能的測定5基本實驗總學(xué)時為96學(xué)時，其中物理化學(xué)實驗為77學(xué)時（1-16），結(jié)構(gòu)化學(xué)實驗為19學(xué)時（17-20），分兩學(xué)期進行。四、實驗內(nèi)容實驗一 恒溫水浴的組裝及性能測試目的要求 （1）了解恒溫槽的組成，掌握其控溫原理

5、 （2）學(xué)會評價恒溫槽的恒溫效能。實驗二 凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量目的要求 (1) 用凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量。 (2) 正確使用凝固點測定裝置，掌握凝固點降低法測摩爾質(zhì)量的原理。(3) 通過本實驗加深對稀溶液依數(shù)性的理解。實驗三 純液體飽和蒸氣壓的測定目的要求(1) 明確氣液兩相平衡的概念和液體飽和蒸氣壓的定義，了解純液體飽和蒸氣壓與溫度之間的關(guān)系。(2) 用數(shù)字真空計測定環(huán)己烷在不同溫度下的飽和蒸氣壓。初步掌握低真空實驗技術(shù)。(3) 學(xué)會用圖解法求被測液體在實驗溫度范圍內(nèi)的平均摩爾汽化熱與正常沸點。 實驗四 燃燒熱的測定目的要求(1) 掌握燃燒熱的定義，了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的

6、差別及相互關(guān)系。(2) 熟悉量熱計中主要部件的原理和作用，掌握氧彈熱量計技術(shù)。(3) 用氧彈量熱計測定苯甲酸萘的燃燒熱。實驗五 溶解熱的測定目的要求(1) 掌握量熱裝置的基本組合及電熱補償法測定熱效應(yīng)的基本原理。(2) 用電熱補償法測定KNO3在不同濃度水溶液中的積分溶解熱。(3) 用作圖法求KNO3在水中的微分沖淡熱、積分沖淡熱和微分溶解熱。實驗六 雙液系氣液相圖目的要求(1) 繪制常壓下環(huán)己烷-乙醇雙液系的T-x圖，并找出恒沸點混合物的組成和最低恒沸點。(2) 掌握阿貝折射儀的使用方法。實驗七 二組分固-液平衡相圖目的要求 （1）用熱分析法測繪錫鉍二元金屬相圖。 （2）加深理解體系發(fā)生相變

7、必然伴隨發(fā)生熱效應(yīng)的原理，學(xué)會從步冷曲線上找出體系發(fā)生相變的溫度。（3）掌握熱電偶測量溫度的原理和方法。實驗八 紫外分光光度計測定萘在硫酸銨水溶液中的活度系數(shù)目的要求(1) 了解紫外分光光度法測定萘在硫酸銨水溶液中活度系數(shù)的基本原理。(2) 用紫外分光光度計測定萘在硫酸銨水溶液中的活度系數(shù)。(3) 了解和初步掌握紫外分光光度計的使用方法。實驗九 原電池電動勢的測定及其應(yīng)用目的要求 （1）用電子電位差計測定Cu-Zn電池的電動勢和Cu、Zn電極的電動勢。 （2）了解可逆電池、可逆電極和鹽橋等概念。 （3）了解電位差計的基本原理和正確使用。實驗十 旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)目的要求（1）了解

8、一級反應(yīng)的特點，掌握化學(xué)動力學(xué)某些基本概念。（2）學(xué)會測定反應(yīng)速率常數(shù)的基本方法。（3）了解旋光儀的基本原理并熟悉其使用。實驗十一 電動勢法研究甲酸溴化反應(yīng)動力學(xué) 目的要求（1）了解原電池電動勢的測定方法。（2）深入掌握甲酸溴化的反應(yīng)動力學(xué)。（3）掌握用電動勢法研究反應(yīng)動力學(xué)的基本原理和數(shù)據(jù)處理方法。實驗十二 電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化速率目的要求 （1）測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)，并計算反應(yīng)的活化能。 （2）了解二級反應(yīng)的特點，掌握化學(xué)動力學(xué)的某些概念。 （3）熟悉DDS-11C型電導(dǎo)率儀的使用。實驗十三 B-Z振蕩反應(yīng) 目的要求(1) 了解B-Z振蕩反應(yīng)的基本原理(2) 掌握在硫酸介質(zhì)中以

9、金屬鈰離子作催化劑時，丙二酸被溴酸氧化的基本原理。(3) 初步了解自然界中普遍存在的非平衡非線形問題。 實驗十四 最大泡壓法測定溶液的表面張力 目的要求(1) 測定不同濃度正丁醇溶液的表面張力，計算吸附量。 (2) 掌握最大氣泡法測定溶液表面張力的原理和技術(shù)。(3) 了解氣液界面的吸附作用，計算表面層被吸附分子的截面積及吸附層的厚度。實驗十五 黏度法測定高聚物相對分子量目的要求 （1）測定右旋糖苷的相對分子量。 （2）掌握用烏貝路德（Ybbelohde）黏度計測定黏度的原理和方法。實驗十六 電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度目的要求 （1）了解溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率的概念。 （2

10、）了解表面活性劑的特點及膠束形成原理。 （3）測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度。實驗十七 摩爾折射度的測定 目的要求(1) 了解阿貝折光儀的構(gòu)造和工作原理，正確掌握其使用方法。 (2) 測定某些化合物的折光率和密度，求算化合物、基團和原子的摩爾折射度，判斷各化合物的分子結(jié)構(gòu)。實驗十八 偶極矩的測定 目的要求(1) 用溶液法測定乙酸乙酯的偶極矩。(2) 了解偶極矩與分子電性質(zhì)的關(guān)系。(3) 掌握溶液法測定偶極矩的主要實驗技術(shù)。實驗十九 磁化率的測定 目的要求(1) 了解磁化率的意義及磁化率和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(2) 掌握古埃法(GOUY)測定物質(zhì)的磁化率。實驗二十 Cr(III) 配合物八面體晶體

11、場分裂能的測定 目的要求(1) 在溶液中無機合成幾種Cr(III) 配合物(2) 測定其紫外可見光譜，計算分裂能(3) 了解不同配體對Cr(III) d軌道能級分裂的影響，并給出Cr(III)配合物配體的光譜化學(xué)系列。五、教材及參考書 1. 物理化學(xué)實驗 復(fù)旦大學(xué)等編 高等教育出版社 1993版2. 物理化學(xué)實驗 孫爾康等編 南京大學(xué)出版社 1997版3. 物理化學(xué)實驗（第三版），北京大學(xué)出版社，1995版六、考核方法根據(jù)以上實驗教學(xué)大綱的要求，對學(xué)生實施以下考核要求，成績按百分制記分，其組成為：1. 實驗預(yù)習(xí)（10分）考察學(xué)生對所做的實驗項目的預(yù)習(xí)情況。要求課前寫出預(yù)習(xí)報告。教師主要看預(yù)習(xí)報告是