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1、物理化学实验Physical Chemistry Experiment（化学96学时）一、 任务和要求1.物理化学实验的主要任务物理化学实验作为化学实验科学的重要分支，是化学专业学生必修的一门独立的基础实验课程。物理化学实验的主要目的和任务是使学生初步了解物理化学的研究方法，并通过实验熟悉物质物理化学性质与反应规律之间的关系，学会需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，从而加深对物理化学基本理论和概念的理解，增强解决实际化学问题的能力。通过结构化学部分的实验，帮助学生生动地理解和总结分子结构与性质的关系，培训学生的一种新的思维体制，以便进入化学领域的更高层次。2基
2、本内容和基本要求1.本课程由实验和讲座两个教学环节组成。实验方面，要求完成20个基础实验，分为16个物理化学实验和4个结构化学实验。通过本实验使学生初步掌握必要的物理化学和结构化学实验实验方法，熟悉各种物理化学现象，并学会实验数据的归纳和分析方法。实验讲座的目的在于提高学生解决实际问题的能力，使学生在实验操作训练基础上能对物理化学的实验方法和实验技术有较系统的概括了解。2.实验内容的选取，包括热力学、电化学、动力学、表面现象、结构化学等部分有代表性的实验，使学生了解物理化学的概貌，另一方面，根据现有仪器设备条件，力求在实验方法和实验技术上得到全面的训练。3.实验讲座包括物理化学实验基础知识，主
3、要实验方法技术（包括温度的测量和控制、真空技术、电化学测量技术、光化学测量技术、测压技术和数据的计算机处理技术等内容），尽可能反映近代科学研究和实验仪的新成就。另外要介绍实验的安全防护、误差问题、数据表达方法、文献数据查阅和实验设计思想等。二、适用专业化学专业。三、实验内容、实验类型和学时安排序号实验项目名称实验时数实验类型1恒温水浴的组装及性能测试4基本2凝固点降低法测定萘的摩尔质量4基本3纯液体饱和蒸气压的测定4基本4燃烧热的测定4基本5溶解热的测定4基本6双液系气液相图6基本7二组分固-液平衡相图5基本8紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数6综合9原电池电动势的测定及其应用4基
4、本10旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数4基本11电动势法研究甲酸溴化反应动力学8研究12电导法测定乙酸乙酯皂化速率6综合13B-Z振荡反应5基本14最大泡压法测定溶液的表面张力4基本15黏度法测定高聚物相对分子量4基本16电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度4基本17摩尔折射度的测定5基本18偶极矩的测定5基本19磁化率的测定5基本20Cr(III) 配合物八面体晶体场分裂能的测定5基本实验总学时为96学时，其中物理化学实验为77学时（1-16），结构化学实验为19学时（17-20），分两学期进行。四、实验内容实验一 恒温水浴的组装及性能测试目的要求 （1）了解恒温槽的组成，掌握其控温原理
5、 （2）学会评价恒温槽的恒温效能。实验二 凝固点降低法测定萘的摩尔质量目的要求 (1) 用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。 (2) 正确使用凝固点测定装置，掌握凝固点降低法测摩尔质量的原理。(3) 通过本实验加深对稀溶液依数性的理解。实验三 纯液体饱和蒸气压的测定目的要求(1) 明确气液两相平衡的概念和液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体饱和蒸气压与温度之间的关系。(2) 用数字真空计测定环己烷在不同温度下的饱和蒸气压。初步掌握低真空实验技术。(3) 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热与正常沸点。 实验四 燃烧热的测定目的要求(1) 掌握燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的
6、差别及相互关系。(2) 熟悉量热计中主要部件的原理和作用，掌握氧弹热量计技术。(3) 用氧弹量热计测定苯甲酸萘的燃烧热。实验五 溶解热的测定目的要求(1) 掌握量热装置的基本组合及电热补偿法测定热效应的基本原理。(2) 用电热补偿法测定KNO3在不同浓度水溶液中的积分溶解热。(3) 用作图法求KNO3在水中的微分冲淡热、积分冲淡热和微分溶解热。实验六 双液系气液相图目的要求(1) 绘制常压下环己烷-乙醇双液系的T-x图，并找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点。(2) 掌握阿贝折射仪的使用方法。实验七 二组分固-液平衡相图目的要求 （1）用热分析法测绘锡铋二元金属相图。 （2）加深理解体系发生相变
7、必然伴随发生热效应的原理，学会从步冷曲线上找出体系发生相变的温度。（3）掌握热电偶测量温度的原理和方法。实验八 紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数目的要求(1) 了解紫外分光光度法测定萘在硫酸铵水溶液中活度系数的基本原理。(2) 用紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数。(3) 了解和初步掌握紫外分光光度计的使用方法。实验九 原电池电动势的测定及其应用目的要求 （1）用电子电位差计测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电动势。 （2）了解可逆电池、可逆电极和盐桥等概念。 （3）了解电位差计的基本原理和正确使用。实验十 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数目的要求（1）了解
8、一级反应的特点，掌握化学动力学某些基本概念。（2）学会测定反应速率常数的基本方法。（3）了解旋光仪的基本原理并熟悉其使用。实验十一 电动势法研究甲酸溴化反应动力学 目的要求（1）了解原电池电动势的测定方法。（2）深入掌握甲酸溴化的反应动力学。（3）掌握用电动势法研究反应动力学的基本原理和数据处理方法。实验十二 电导法测定乙酸乙酯皂化速率目的要求 （1）测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，并计算反应的活化能。 （2）了解二级反应的特点，掌握化学动力学的某些概念。 （3）熟悉DDS-11C型电导率仪的使用。实验十三 B-Z振荡反应 目的要求(1) 了解B-Z振荡反应的基本原理(2) 掌握在硫酸介质中以
9、金属铈离子作催化剂时，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线形问题。 实验十四 最大泡压法测定溶液的表面张力 目的要求(1) 测定不同浓度正丁醇溶液的表面张力，计算吸附量。 (2) 掌握最大气泡法测定溶液表面张力的原理和技术。(3) 了解气液界面的吸附作用，计算表面层被吸附分子的截面积及吸附层的厚度。实验十五 黏度法测定高聚物相对分子量目的要求 （1）测定右旋糖苷的相对分子量。 （2）掌握用乌贝路德（Ybbelohde）黏度计测定黏度的原理和方法。实验十六 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度目的要求 （1）了解溶液的电导、电导率和摩尔电导率的概念。 （2
10、）了解表面活性剂的特点及胶束形成原理。 （3）测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。实验十七 摩尔折射度的测定 目的要求(1) 了解阿贝折光仪的构造和工作原理，正确掌握其使用方法。 (2) 测定某些化合物的折光率和密度，求算化合物、基团和原子的摩尔折射度，判断各化合物的分子结构。实验十八 偶极矩的测定 目的要求(1) 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。(2) 了解偶极矩与分子电性质的关系。(3) 掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。实验十九 磁化率的测定 目的要求(1) 了解磁化率的意义及磁化率和分子结构的关系。(2) 掌握古埃法(GOUY)测定物质的磁化率。实验二十 Cr(III) 配合物八面体晶体
11、场分裂能的测定 目的要求(1) 在溶液中无机合成几种Cr(III) 配合物(2) 测定其紫外可见光谱，计算分裂能(3) 了解不同配体对Cr(III) d轨道能级分裂的影响，并给出Cr(III)配合物配体的光谱化学系列。五、教材及参考书 1. 物理化学实验 复旦大学等编 高等教育出版社 1993版2. 物理化学实验 孙尔康等编 南京大学出版社 1997版3. 物理化学实验（第三版），北京大学出版社，1995版六、考核方法根据以上实验教学大纲的要求，对学生实施以下考核要求，成绩按百分制记分，其组成为：1. 实验预习（10分）考察学生对所做的实验项目的预习情况。要求课前写出预习报告。教师主要看预习报告是否全面、合理和整洁。2. 实验课前提问（10分）考察学生对实验原理、主要的实验步骤、要点的掌握情况。3. 实验操作（35分）考察对实验仪器的使用、实验操作是否规范、观察是否认真以及数据记录情况。4. 实验报告的处理（35分）包括实验报告的数据处理、实验结果和实验讨论等部分。5. 纪律、卫生（10分）考查学生对实验室规则的遵守和安全、卫生等情况。