《物理化學(xué)實驗(化學(xué)應(yīng)化)》課程教學(xué)大綱

物理化學(xué)實驗ExperimentofPhysicalChemistry【課程編號】BJ27113,BJ27114【課程類別】專業(yè)基礎(chǔ)課【學(xué)分數(shù)】3.5+2.5【先修課程】無機化學(xué),無機化學(xué)實驗【學(xué)時數(shù)】50+40【適用專業(yè)】化學(xué)類化學(xué)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)實驗是一門獨立課程。它是繼無機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗和有機化學(xué)實驗之后的一門基礎(chǔ)實驗課。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)實驗的主要目的是使學(xué)生能夠掌握物理化學(xué)實驗的基本方法和技能，從而能夠根據(jù)所學(xué)原理設(shè)計實驗，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)、分析實驗結(jié)果的能力，培養(yǎng)嚴肅認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)：第三是驗證所學(xué)的原理，鞏固加深對物理化學(xué)原理的理解，提高學(xué)生對物理化學(xué)知識靈活運用的能力。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，掌握每個實驗的原理和步驟，正確處理數(shù)據(jù)，掌握誤差分析方法，并運用誤差理論選擇實驗儀器和處理數(shù)據(jù)、分析結(jié)果。為此，必須對學(xué)生進行嚴格的基本操作訓(xùn)練和提出明確的要求。物理化學(xué)實驗作為一門必修的獨立的基本實驗課，其基本任務(wù)是：1．培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力

物理化學(xué)實驗是一門理論性強、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)系實踐教學(xué)，而實驗教學(xué)就是在實驗室進行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而進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)系實際的能力和動手、動腦、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驗是獲得原始數(shù)據(jù)的唯一途徑，但是實驗中最后所得的結(jié)果往往不是由直接測量數(shù)據(jù)得到的，而是通過理論分析，推導(dǎo)出一系列計算公式，再由直接測量到的物理量運算而得到的。因此要求學(xué)生在做實驗中要勤于思考，善于分析、對比和綜合，充分發(fā)揮想象力，不斷提高思維的邏輯性。這樣一來，通過做各個部分的實驗，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)實驗是為我校高年級學(xué)生開設(shè)的一門獨立基礎(chǔ)課程，因此可以創(chuàng)造條件通過多方面來培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。比如說：實驗教材和實驗儀器使用說明書，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)生獲取所需新知識的自學(xué)能力；學(xué)生通過做實驗和書寫實驗報告，對實驗現(xiàn)象進行分析；總結(jié)和歸納實驗結(jié)果和進行誤差分析；提出對實驗的改進意見；寫出心得體會等，以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生整理、歸納、綜合、評價知識的自學(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)生上新臺階。因此在物理化學(xué)實驗中，應(yīng)注意并加強學(xué)生這方面的培養(yǎng)和訓(xùn)練。比如，試驗研究方案的設(shè)計；實驗研究方法的比較；實驗研究條件的選擇；有關(guān)文獻資料的查閱；實驗研究結(jié)果的分析、總結(jié)和歸納；實驗研究報告（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)實踐打基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的基本要求基本實驗操作及儀器的使用學(xué)生應(yīng)對下面物理化學(xué)實驗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有一個基本的了解：恒溫；壓縮氣體鋼瓶；氧彈式熱計；分光光度計；酸度計；電極和電位差計；電導(dǎo)儀；旋光儀實驗記錄學(xué)會仔細觀察實驗現(xiàn)象，忠實準確、完整記錄原始實驗數(shù)據(jù)和實驗條件，學(xué)會分析實驗現(xiàn)象。3、實驗報告完成實驗報告是本課程的基本訓(xùn)練，一個實驗成功與否，只有通過報告形式才能體現(xiàn)。所以做實驗報告，培養(yǎng)學(xué)生正確、有效的表達能力，它將使學(xué)生正實驗數(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)生實驗報告的質(zhì)量在很大程度上反映學(xué)生的實際水平和能力。物理化學(xué)實驗報告內(nèi)容包括：實驗?zāi)康暮驮?，實驗儀器和試劑，實驗條件，實驗數(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、方法步驟及計算公式和有效數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，按法定單位標準進行運算、作圖、列表等來得出結(jié)果，然后對結(jié)果進行誤差分析，結(jié)合實驗現(xiàn)象討論、解釋或?qū)嶒炋岢龈倪M意見。學(xué)生的實驗報告要求每一個人獨立完成。三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時分配實驗理論教學(xué)6學(xué)時基礎(chǔ)理論主要內(nèi)容：物化實驗的目的、任務(wù)、內(nèi)容、要求、基本方法與特點；誤差分析與數(shù)據(jù)處理；溫度的測量和控制；實驗室常用儀器的構(gòu)造、原理和使用教學(xué)要求：明確物化實驗的目的、任務(wù)、內(nèi)容、要求、基本方法與特點；掌握誤差分析與數(shù)據(jù)處理方法；了解溫度的測量和控制方法和實驗室常用儀器的構(gòu)造、原理和使用其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗一、恒溫槽性能測試4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：裝配恒溫槽并調(diào)試及測定靈敏度教學(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、其它實踐活動）：無實驗二、燃燒熱的測定4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：用氧彈量熱計測量萘和蔗糖的燃燒熱。教學(xué)要求：1、了解氧彈量熱計構(gòu)造原理，掌握氧彈量熱計的實驗操作技術(shù)；2、掌握燃燒熱的測定技術(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、其它實踐活動）：無實驗三、飽和蒸氣壓的測定4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：用靜態(tài)法測定不同溫度下水或苯的飽和蒸汽壓并計算其△H汽化。教學(xué)要求：1、掌握氣壓計的構(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、其它實踐活動）：無實驗四、冰點降低法測分子量4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：用凝固點降低法測定萘的分子量教學(xué)要求：1、掌握一種常用的相對分子量測定方法和溶液凝固點的測定技術(shù)；2、進一步理解稀溶液理論；3、熟練掌握溫差溫度計的使用；其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗五、金屬的二組分固液相圖的測繪4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：二組分簡單共熔合金相圖的繪制教學(xué)要求：用步冷曲線法測繪Bi-Sn二組分金屬相圖了解固液相圖的特點，進一步學(xué)習(xí)和鞏固相律等有關(guān)知識掌握熱電偶測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、其它實踐活動）：無實驗六、雙液系相圖4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：用回流冷凝法測定一系列不同組成的二組分液—液體系的沸點，確定平衡時兩相組成、繪制相圖。教學(xué)要求：1、了解沸點儀的構(gòu)造原理；2、掌握沸點的測定技術(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、其它實踐活動）：無實驗七、一級反應(yīng)速率常數(shù)測量4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：通過不同溫度下蔗糖轉(zhuǎn)化過程中旋光度的測定求其反應(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、其它實踐活動）：無實驗八、二級反應(yīng)速率常數(shù)測量與活化能的測量4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定教學(xué)要求：1、通過實驗掌握測量電導(dǎo)率原理和電導(dǎo)率儀的使用方法。2、用電導(dǎo)率儀測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)進程中的電導(dǎo)率的變化，從而計算出其反應(yīng)速率常數(shù)。3、了解在測定兩個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、其它實踐活動）：無實驗九、電池電動勢的測定4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：用電位差計測量銅鋅電池的電動勢和銅、鋅電極的電位。教學(xué)要求：1、了解測量電池電動勢的原理和方法；2、掌握電位差計、標準電池、檢流計的使用方法；3、學(xué)會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、其它實踐活動）：無實驗十、碳鋼極化曲線的測定4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：碳鋼極化曲線的測定教學(xué)要求：1、 掌握恒電位法測量陽極極化曲線的方法。2、 測量碳鋼在碳銨溶液中的鈍化曲線。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗十一、黏度法測水溶性高聚物相對分子質(zhì)量4.5學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：黏度法測水溶性高聚物（糖苷）相對分子質(zhì)量教學(xué)要求：掌握烏氏黏度計測定黏度的原理和方法測定多糖聚合物——右旋糖苷的平均相對分子質(zhì)量其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗十二、最大泡壓法測表面張力4.5學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：最大泡壓法測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定溶液的表面張力的原理和技術(shù)測定不同濃度乙醇水溶液的表面張力，計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、其它實踐活動）：無實驗十三、磁化率的測定4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：（必備項）教學(xué)要求：（必備項）其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗十四、分子偶極矩的測量4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：溶液法測定極性分子的偶極矩教學(xué)要求：了解偶極矩與分子電性質(zhì)的關(guān)系掌握溶液法測定偶極矩的實驗技術(shù)用溶液法測定乙酸乙酯的偶極矩其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗十五、差熱分析4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：差熱分析儀測定硫酸銅的差熱圖教學(xué)要求：掌握差熱分析的基本原理和方法，用差熱分析儀測定硫酸銅的差熱圖，并掌握定性解釋圖譜的基本方法；掌握差熱分析儀的使用方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗十六、電泳法測電動電位4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：電泳法測定電動電位教學(xué)要求：掌握電泳法測定ζ電勢的原理與技術(shù)加深理解電泳是膠體中液相和固相在外電場作用下相對移動而產(chǎn)生的電性現(xiàn)象其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗十七、電解質(zhì)溶液電導(dǎo)的測定4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：電導(dǎo)法測定HAc的電離常數(shù)教學(xué)要求：1、通過實驗驗證電解質(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、其它實踐活動）：無實驗十八、雙氧水的分解測分解反應(yīng)速率4學(xué)時基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：量氣法測定雙氧水分解的反應(yīng)速率教學(xué)要求：掌握量氣法測定反應(yīng)級數(shù)的方法了解一級反應(yīng)的特點測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、其它實踐活動）：無*實驗十九、電導(dǎo)法測難溶鹽溶解度4學(xué)時選做實驗主要內(nèi)容：用惠斯頓電橋測定難溶鹽溶液的電導(dǎo)，從而求出其溶解度教學(xué)要求：1、掌握惠斯頓電橋測定電導(dǎo)的原理和方法；2、學(xué)會用電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度等。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無*實驗二十、丙酮碘化測量復(fù)雜反應(yīng)速率常數(shù)4學(xué)時選做實驗主要內(nèi)容：用分光光度計測定用酸作催化劑的丙酮碘化反應(yīng)的級數(shù)、速率常數(shù)。教學(xué)要求：1、理解本實驗的原理，回深對復(fù)雜反應(yīng)特征的理解；2、用圖解法求丙酮轉(zhuǎn)化反應(yīng)的級數(shù)、速率常數(shù)、活化能；3、進一步掌握分光光度計的使用方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無*實驗二十一、電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度4學(xué)時選做實驗主要內(nèi)容：用滴體積法測定液體表面張力并用作圖法求臨界膠束濃度教學(xué)要求：1、掌握液體表面張力的測定方法；2、測定表面活性劑溶液的臨界膠束深度；3、加深對表面活性劑溶液性質(zhì)的理解。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無實驗二十二、初始濃度不同的乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定率5學(xué)時設(shè)計性實驗主要內(nèi)容：初始濃度不同的乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定教學(xué)要求：加深對二級反應(yīng)的反應(yīng)物初始濃度不等時的特征方程的理解進一步掌握電導(dǎo)率儀的使用技術(shù)測定乙酸乙酯的皂化反應(yīng)中反應(yīng)物濃度不等時的速率常數(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、其它實踐活動）：無實驗二十三、電動勢法測定化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)5學(xué)時設(shè)計性實驗(選做)主要內(nèi)容：電動勢法測定化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)教學(xué)要求：測定可逆電池在不同溫度下的電動勢值，從而計算電池反應(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勢的測量原理和電位差計的操作技術(shù)。學(xué)會銀—氯化銀電極的制備方法通過原電池電動勢的測定求算有關(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、其它實踐活動）：無實驗二十四、利用測定方法燃燒熱測定方法求出苯的共振能5學(xué)時設(shè)計性實驗主要內(nèi)容：恒溫氧彈式熱量計測定苯分子的共振能教學(xué)要求：加深對熱化學(xué)基本知識的理解進一步掌握環(huán)境恒溫氧彈式熱量計測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定苯分子的共振能學(xué)會使用測定苯、環(huán)己烯、環(huán)己烷的等容燃燒熱數(shù)據(jù)計算苯的共振能通過熱化學(xué)實驗，將熱力學(xué)數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化學(xué)概念聯(lián)系起來其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如講授、習(xí)題、討論、其它實踐活動）：無四、教學(xué)重點、難點及教學(xué)方法教學(xué)重點：學(xué)生基本知識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：理論知識點與實驗操作的聯(lián)系，數(shù)據(jù)處理方法。教學(xué)方法：講授、演示、操練和實驗報告五、考核方式及成績評定方式考核內(nèi)容包括：實驗態(tài)度；查閱工具書的能力；實驗操作方法和技巧；對儀器的使用能力；實驗報告的質(zhì)量；運用理論解釋現(xiàn)象和討論分析問題能力；實驗課紀律及安全、衛(wèi)生、整潔等?？己艘?/p>