廣西民族大學(xué)化生學(xué)院2023-2023第一學(xué)期實(shí)踐課程大綱之物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)(環(huán)境-制藥)new

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)ExperimentofPhysicalChemistry【課程編號(hào)】BJ27407/BJ27510【課程類別】專業(yè)基礎(chǔ)課【學(xué)分?jǐn)?shù)】2.5【先修課程】無(wú)機(jī)化學(xué),無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)【學(xué)時(shí)數(shù)】40【編寫日期】2023年6月【適用專業(yè)】環(huán)境工程專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一、教學(xué)目的、任務(wù)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門獨(dú)立課程。它是繼無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)之后的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。它綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支需要的基本研究工具和方法。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要目的是使學(xué)生能夠掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能，從而能夠根據(jù)所學(xué)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇和使用儀器，其次是鍛煉學(xué)生觀察現(xiàn)象、正確記錄數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)：第三是驗(yàn)證所學(xué)的原理，鞏固加深對(duì)物理化學(xué)原理的理解，提高學(xué)生對(duì)物理化學(xué)知識(shí)靈活運(yùn)用的能力。要求學(xué)生了解所涉及的儀器構(gòu)造，理解其原理，熟練掌握操作方法，掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，正確處理數(shù)據(jù)，掌握誤差分析方法，并運(yùn)用誤差理論選擇實(shí)驗(yàn)儀器和處理數(shù)據(jù)、分析結(jié)果。為此，必須對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的基本操作訓(xùn)練和提出明確的要求。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門必修的獨(dú)立的基本實(shí)驗(yàn)課，其基本任務(wù)是：1．培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門理論性強(qiáng)、公式多、概念抽象的基礎(chǔ)課，學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的最大困難是概念不清和公式條件難以掌握。因此課堂教學(xué)應(yīng)聯(lián)系實(shí)踐教學(xué)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而進(jìn)一步鞏固和加深課堂所學(xué)的基本理論，重要概念和公式的理解以及應(yīng)用，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力和動(dòng)手、動(dòng)腦、觀察和思考問題的能力。2．培養(yǎng)想象力和邏輯思維的能力實(shí)驗(yàn)是獲得原始數(shù)據(jù)的唯一途徑，但是實(shí)驗(yàn)中最后所得的結(jié)果往往不是由直接測(cè)量數(shù)據(jù)得到的，而是通過(guò)理論分析，推導(dǎo)出一系列計(jì)算公式，再由直接測(cè)量到的物理量運(yùn)算而得到的。因此要求學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)中要勤于思考，善于分析、對(duì)比和綜合，充分發(fā)揮想象力，不斷提高思維的邏輯性。這樣一來(lái)，通過(guò)做各個(gè)部分的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生一定能得到一般科學(xué)方法的訓(xùn)練和邏輯思維能力的培養(yǎng)。3．培養(yǎng)自學(xué)能力物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是為我校高年級(jí)學(xué)生開設(shè)的一門獨(dú)立基礎(chǔ)課程，因此可以創(chuàng)造條件通過(guò)多方面來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。比如說(shuō)：實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)儀器使用說(shuō)明書，讓學(xué)生自學(xué)，以便鍛煉學(xué)生的閱讀能力和學(xué)習(xí)自覺性；讓學(xué)生查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料以及使用的工具書和手段，可培養(yǎng)學(xué)生獲取所需新知識(shí)的自學(xué)能力；學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)和書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析；總結(jié)和歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果和進(jìn)行誤差分析；提出對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見；寫出心得體會(huì)等，以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生整理、歸納、綜合、評(píng)價(jià)知識(shí)的自學(xué)能力。4．培養(yǎng)科學(xué)研究能力培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力是指研究和解決問題的創(chuàng)新能力。要求學(xué)生上新臺(tái)階。因此在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意并加強(qiáng)學(xué)生這方面的培養(yǎng)和訓(xùn)練。比如，試驗(yàn)研究方案的設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)研究方法的比較；實(shí)驗(yàn)研究條件的選擇；有關(guān)文獻(xiàn)資料的查閱；實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的分析、總結(jié)和歸納；實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告（或論文）的書寫等基本科學(xué)研究能力的訓(xùn)練，為畢業(yè)論文和科學(xué)實(shí)踐打基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的基本要求基本實(shí)驗(yàn)操作及儀器的使用學(xué)生應(yīng)對(duì)下面物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的儀器的工作原理、基本構(gòu)造、使用方法及使用中的注意項(xiàng)有一個(gè)基本的了解：恒溫；壓縮氣體鋼瓶；氧彈式熱計(jì)；分光光度計(jì)；酸度計(jì)；電極和電位差計(jì)；電導(dǎo)儀；旋光儀實(shí)驗(yàn)記錄學(xué)會(huì)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，忠實(shí)準(zhǔn)確、完整記錄原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)條件，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告是本課程的基本訓(xùn)練，一個(gè)實(shí)驗(yàn)成功與否，只有通過(guò)報(bào)告形式才能體現(xiàn)。所以做實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生正確、有效的表達(dá)能力，它將使學(xué)生正實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、作圖誤差分析、問題歸納總結(jié)等方面得到訓(xùn)練和提高，學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量在很大程度上反映學(xué)生的實(shí)際水平和能力。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，?shí)驗(yàn)儀器和試劑，實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理，結(jié)果和討論等。數(shù)據(jù)處理應(yīng)在明確原理、方法步驟及計(jì)算公式和有效數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，按法定單位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行運(yùn)算、作圖、列表等來(lái)得出結(jié)果，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤差分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論、解釋或?qū)?shí)驗(yàn)提出改進(jìn)意見。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求每一個(gè)人獨(dú)立完成。三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)6學(xué)時(shí)基礎(chǔ)理論主要內(nèi)容：物化實(shí)驗(yàn)的目的、任務(wù)、內(nèi)容、要求、基本方法與特點(diǎn)；誤差分析與數(shù)據(jù)處理；溫度的測(cè)量和控制；實(shí)驗(yàn)室常用儀器的構(gòu)造、原理和使用教學(xué)要求：明確物化實(shí)驗(yàn)的目的、任務(wù)、內(nèi)容、要求、基本方法與特點(diǎn)；掌握誤差分析與數(shù)據(jù)處理方法；了解溫度的測(cè)量和控制方法和實(shí)驗(yàn)室常用儀器的構(gòu)造、原理和使用其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)一、恒溫槽性能測(cè)試4學(xué)時(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：裝配恒溫槽并調(diào)試及測(cè)定靈敏度教學(xué)要求：1、了解恒溫槽的構(gòu)造及恒溫原理，初步掌握裝配和調(diào)試技術(shù)；2、掌握溫差度計(jì)的調(diào)節(jié)和使用；3、繪制恒溫槽靈敏度曲線T—t。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)二、燃燒熱的測(cè)定4學(xué)時(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：用氧彈量熱計(jì)測(cè)量萘和蔗糖的燃燒熱。教學(xué)要求：1、了解氧彈量熱計(jì)構(gòu)造原理，掌握氧彈量熱計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)；2、掌握燃燒熱的測(cè)定技術(shù)；3、了解QP、QV差別和相互關(guān)系；其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)三、飽和蒸氣壓的測(cè)定4學(xué)時(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：用靜態(tài)法測(cè)定不同溫度下水或苯的飽和蒸汽壓并計(jì)算其△H汽化。教學(xué)要求：1、掌握氣壓計(jì)的構(gòu)造原理和使用方法；2、掌握減壓系統(tǒng)的操作方法；3、明確飽和蒸汽壓的定義和氣—液平衡的概念其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)四、凝固點(diǎn)降低法測(cè)分子量4學(xué)時(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的分子量教學(xué)要求：1、掌握一種常用的相對(duì)分子量測(cè)定方法和溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定技術(shù)；2、進(jìn)一步理解稀溶液理論；3、熟練掌握溫差溫度計(jì)的使用；其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)*實(shí)驗(yàn)五、金屬的二組分固液相圖的測(cè)繪4學(xué)時(shí)選做實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：二組分簡(jiǎn)單共熔合金相圖的繪制教學(xué)要求：用步冷曲線法測(cè)繪Bi-Sn二組分金屬相圖了解固液相圖的特點(diǎn)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鞏固相律等有關(guān)知識(shí)掌握熱電偶測(cè)量溫度的基本原理其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)*實(shí)驗(yàn)六、雙液系相圖4學(xué)時(shí)選做實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：用回流冷凝法測(cè)定一系列不同組成的二組分液—液體系的沸點(diǎn)，確定平衡時(shí)兩相組成、繪制相圖。教學(xué)要求：1、了解沸點(diǎn)儀的構(gòu)造原理；2、掌握沸點(diǎn)的測(cè)定技術(shù)，繪制雙液系的Tb—X圖，確定其恒沸組成及恒沸沸溫度；3、進(jìn)一步理解分餾原理；4、掌握阿貝射儀的原理和使用方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)七、一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)測(cè)量4學(xué)時(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：通過(guò)不同溫度下蔗糖轉(zhuǎn)化過(guò)程中旋光度的測(cè)定求其反應(yīng)速率常數(shù)和半衰期教學(xué)要求：1、了解旋光儀的構(gòu)造和原理，掌握用法；2、用圖解法求出反應(yīng)速率常數(shù)和半衰期。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)八、二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)測(cè)量與活化能的測(cè)量4學(xué)時(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定教學(xué)要求：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握測(cè)量電導(dǎo)率原理和電導(dǎo)率儀的使用方法。2、用電導(dǎo)率儀測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)進(jìn)程中的電導(dǎo)率的變化，從而計(jì)算出其反應(yīng)速率常數(shù)。3、了解在測(cè)定兩個(gè)不同溫度下乙酸乙酯的皂化反應(yīng)速率常數(shù)，求其反應(yīng)活化能的方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)九、電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定4學(xué)時(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：用電位差計(jì)測(cè)量銅鋅電池的電動(dòng)勢(shì)和銅、鋅電極的電位。教學(xué)要求：1、了解測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)的原理和方法；2、掌握電位差計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電池、檢流計(jì)的使用方法；3、學(xué)會(huì)銅鋅電極的制備和處理方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)*實(shí)驗(yàn)十、黏度法測(cè)水溶性高聚物相對(duì)分子質(zhì)量4.5學(xué)時(shí)選做實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：黏度法測(cè)水溶性高聚物（糖苷）相對(duì)分子質(zhì)量教學(xué)要求：掌握烏氏黏度計(jì)測(cè)定黏度的原理和方法測(cè)定多糖聚合物——右旋糖苷的平均相對(duì)分子質(zhì)量其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)*實(shí)驗(yàn)十一、最大泡壓法測(cè)表面張力4.5學(xué)時(shí)選做實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：最大泡壓法測(cè)定溶液的表面張力教學(xué)要求：了解表面張力的性質(zhì)、表面自由能的意義及表面張力和吸附的關(guān)系掌握最大泡壓法測(cè)定溶液的表面張力的原理和技術(shù)測(cè)定不同濃度乙醇水溶液的表面張力，計(jì)算表面吸附量和乙醇分子的橫截面積其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)*實(shí)驗(yàn)十二、電解質(zhì)溶液電導(dǎo)的測(cè)定4學(xué)時(shí)選做實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：電導(dǎo)法測(cè)定HAc的電離常數(shù)教學(xué)要求：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電解質(zhì)溶液電導(dǎo)與濃度的關(guān)系；2、掌握電導(dǎo)法測(cè)定HAc的電離常數(shù)的溶度積的原理和方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)*實(shí)驗(yàn)十三、雙氧水的分解測(cè)分解反應(yīng)速率4學(xué)時(shí)選做實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：量氣法測(cè)定雙氧水分解的反應(yīng)速率教學(xué)要求：掌握量氣法測(cè)定反應(yīng)級(jí)數(shù)的方法了解一級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)測(cè)定雙氧水分解的反應(yīng)速率和半衰期根據(jù)不同溫度的反應(yīng)速率常數(shù)計(jì)算雙氧水分解的活化能其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)十四、初始濃度不同的乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定率5學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：初始濃度不同的乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定教學(xué)要求：加深對(duì)二級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)物初始濃度不等時(shí)的特征方程的理解進(jìn)一步掌握電導(dǎo)率儀的使用技術(shù)測(cè)定乙酸乙酯的皂化反應(yīng)中反應(yīng)物濃度不等時(shí)的速率常數(shù)和反應(yīng)活化能提高發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決實(shí)際問題的能力其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)十五、電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)5學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(選做)主要內(nèi)容：電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)教學(xué)要求：測(cè)定可逆電池在不同溫度下的電動(dòng)勢(shì)值，從而計(jì)算電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)變化值，△G、△S、△H鞏固掌握可逆電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量原理和電位差計(jì)的操作技術(shù)。學(xué)會(huì)銀—氯化銀電極的制備方法通過(guò)原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定求算有關(guān)熱力學(xué)函數(shù)其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)實(shí)驗(yàn)十六、利用測(cè)定方法燃燒熱測(cè)定方法求出苯的共振能5學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：恒溫氧彈式熱量計(jì)測(cè)定苯分子的共振能教學(xué)要求：加深對(duì)熱化學(xué)基本知識(shí)的理解進(jìn)一步掌握環(huán)境恒溫氧彈式熱量計(jì)測(cè)定可燃液體樣品燃燒熱的方法明確共振能概念，了解如何使用燃燒熱法測(cè)定苯分子的共振能學(xué)會(huì)使用測(cè)定苯、環(huán)己烯、環(huán)己烷的等容燃燒熱數(shù)據(jù)計(jì)算苯的共振能通過(guò)熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)，將熱力學(xué)數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化學(xué)概念聯(lián)系起來(lái)其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)生基本知識(shí)和基本操作能力的培養(yǎng)，數(shù)據(jù)處理方法的掌握。教學(xué)難點(diǎn)：理論知識(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)操作的聯(lián)系，數(shù)據(jù)處理方法。教學(xué)方法：講授、演示、操練和實(shí)驗(yàn)報(bào)告五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式考核內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)態(tài)度；查閱工具書的能力；實(shí)驗(yàn)操作方法和技巧；對(duì)儀器的使用能力；實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量；運(yùn)用理論解釋現(xiàn)象和討論分析問題能力；實(shí)驗(yàn)課紀(jì)律及安全、衛(wèi)生、整潔等?？己艘詫?shí)驗(yàn)操作結(jié)合實(shí)驗(yàn)理論書面考試方法進(jìn)行。成績(jī)分配：預(yù)習(xí)報(bào)告10%；課堂實(shí)驗(yàn)報(bào)告30%；實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告30%；實(shí)驗(yàn)考試（筆試或操作）30%。六