物理化学实验教学大纲.doc

物理化学实验教学大纲（2006.5修订）课程编码： 课程名称：学分： 总学时：一、本课程的地位、作用和目的与要求：物理化学实验（包括结构化学实验）是化学教育专业一门重要的基础实验课，通过实验课使学生加深对物理化学（含结构化学）原理的理解，培养学生实验研究能力和创新精神。其目的使学生系统掌握基本的物理化学实验研究方法和基本技术，培养学生掌握物理化学实验及结构化学实验的基本知识和方法，训练学生使用仪器的操作技能，培养学生观察现象、正确记录和处理数据的能力，实践能力，全面提高学生素质。要求学生完成实验20个，写出实验报告，并对实验进行讨论。在做完实验的基础上参加实验考试。考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。二、本课程教学基本要求本大纲提出22个实验项目可供选择。要求学生完成实验20个， 在选题时要兼顾到热力学、动力学、电化学、表面现象与胶体、结构化学等几个部分。建议实验分配如下：热力学7个，动力学4个，电化学4个，表面现象与胶体3个，结构化学2个。写出实验报告，并对实验进行讨论。在做完实验的基础上参加实验考试。考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。实验教学内容及学时分配序号实验项目必做选做课 时内 容 提 要实验类型每套仪器人数1绪论必做4物理化学实验目的要求，误差及误差分析，数据处理，-物理化学实验的安全和防护。课堂讲授2恒温槽的装配和性能测定必做4了解继电加热法控制恒温的原理，并根据该原理学会组装恒温水浴的装置，熟悉恒温水浴各部件名称及其作用；掌握温度控制装置各组成部件(接触温度计、继电器、加热器)的构造及其工作原理，明确恒温装置恒温灵敏度的意义及其测量和表示方法，学会分析影响恒温灵敏度的因素。验证33燃烧热的测定必做6通过实验进一步明确燃烧热的定义,恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别,以及用量热法测量燃烧热的基本原理。了解氧弹式量热计的原理与构造，各部件的名称以及主要部件的作用、使用方法。了解气体钢瓶的使用方法、注意事项，学会氧气减压阀的使用方法及原理。熟悉用氧弹卡计测萘的恒容燃烧热的实验方法、步骤。验证34溶解热的测定必做6了解积分熔解热和微分熔解热的意义，掌握用电热补偿法测定熔解热的原理，熟练掌握贝氏温度计的使用方法。验证35冰点降低法测定分子量必做6掌握用冰点降低法测定萘相对分子质量的原理；掌握凝固点的测量技术；掌握用贝氏温度计测定凝固点的方法。验证36液体饱和蒸汽压的测定（学时）必做6掌握用稳态法测定液体饱和蒸汽压的原理方法，掌握克-克方程式的使用条件。初步掌握真空减压系统装置和真空泵的构造，了解各种真空度的范围及获得的方法，熟悉福廷式气压计的构造、原理、使用；掌握等压计的构造、作用原理及使用方法。学会测量CCl4于各温度下的饱和蒸气压。综合37液相平衡必做6掌握分光光度计的使用方法；利用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫氰酸根离子生成硫氰合铁络离子的稳定常数；通过实验了解热力学平衡常数与反应物的起始浓度无关综合38金属相图必做6掌握用热分析法绘制二元金属相图的原理、方法；利用步冷曲线，准确绘制铅、锡二元相图；了解热电偶的工作原理及制备方法。综合39强电解质极限摩尔电导率的测定必做6理解溶液的电导、电导率、摩尔电导率的概念；掌握由强电解质稀溶液的电导率测定极限摩尔电导率的方法；掌握电导率仪的使用方法验证310电导法测定PbSO4的溶解度必做4掌握测定溶液电导的原理、方法；掌握用电导法测定PbSO4溶解度的原理；了解电导率仪的测量原理，熟悉其使用方法。综合311电极的制备和原电池电动势的测定必做6掌握补偿法测定原电池电动势的原理，并学会用电位差计测定电池电动势的方法。通过原电池的组装，学会电极、盐桥等的制备和了解原电池的构成，并进一步掌握可逆电池的有关基本概念；学会电位差计，标准电池的使用及构造原理。验证312蔗糖水解反应速度常数的测定必做6掌握用旋光仪测定蔗糖水解反应的反应速度常数的原理和方法；掌握旋光仪的结构及工作原理和使用方法。学会计算蔗糖水解的准一级反应的速率常数，t1/2及活化能等。综合313乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定必做6掌握电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数的原理；学会图解法求出二级反应速度常数的方法；学会测定乙酸乙酯皂化反应的活化能。综合314过氧化氢的催化分解必做6用静态法测定过氧化氢的催化分解反应速率常数；熟悉一级反应的特点；了解浓度、温度和催化剂等因素对一级反应速率的引响；学会用图解法、计算法求出一级反应的反应速率常数验证315最大气泡法测定溶液的表面张力必做4通过实验进一步掌握表面张力、表面自由能的物理意义和等温吸附方程。掌握最大气泡法测定表面张力的方法；掌握阿贝折光仪的基本原理和使用方法。综合316粘度法测定高聚物分子量必做6了解运用粘度法测定高聚物分子量的原理及方法；熟悉乌氏粘度计的结构、测量原理和使用方法；通过实验进一步掌握液体粘度的表示方法并掌握o、sp 、r、等粘度的定义，并明确乌氏粘度计所测得得粘均分子量M含义。综合317电泳必做4学会Fe(OH)3溶胶的制备和净化；掌握用电泳法测定Fe(OH)3溶胶的电位，明确电位的意义及影响溶胶稳定性的因素。综合318丙酮的碘化反应速率常数的测定选做6掌握微分法确定反应级数的方法；加强对复杂反应特征的理解；了解分光光度计在化学动力学研究中的应用；掌握分光光度计的使用方法。综合319偶极矩的测定必做6用溶液法测定CHCl3的偶极矩；了解介电常数法测定偶极矩的原理；掌握测定液体介电常数的实验技术。综合320磁化率的测定选做6了解磁天平的使用方法；学会测定配合物的磁化率及推断中心离子的未配对电子数，判断成键方式与配合物类型。综合321置换法测定镁的相对原子质量必做4了解置换法测定镁的相对原子质量的原理和方法；掌握气态方程和分压定律的有关计算；巩固使用分析天平称量的技能、练习使用量气管和气压计。综合322实验技术讲座必做4通过讲座和基础实验的训练，掌握温度基本的测量方法和实验仪器的使用方法。课堂讲授1 物理化学实验绪论（4课时）目的要求 1、实验要求（预习、操作等）、考核评分方法、安全防护、实验室规则。2、误差的基本概念、误差分析、有效数字及其计算规则。3、实验报告的要求和格式、数据的记录和表达（列表、作图、数学方程）。实验内容（1）物理化学实验绪论（2）误差分析（3）数据处理实验一 恒温槽的装配和性能测试（4学时）目的要求1.了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握装配和调试技术；2.掌握温差温度计的调节和使用； 3.绘制恒温槽灵敏度曲线T-t。实验内容装配恒温槽并调试及测定灵敏度。实验二 燃烧热的测定（6学时）目的要求1.了解氧弹量热计构造原理, 掌握氧弹量热计的实验操作技术；2.掌握燃烧热的测定技术； 3.了解QP、QV差别和相互关系；实验内容用氧弹量热计测量萘的燃烧热。实验三 溶解热的测定（6学时）目的要求1.了解积分溶解热和微分溶解热的意义； 2.掌握用电热补偿法测定溶解热的原理；3.熟练掌握贝克曼温度计的使用方法。实验内容用测温量热计测定硝酸钾的溶解热，标定量热计水的热容量。实验四 凝固点降低法测定分子量（6学时）目的要求1.掌握一种常用的相对分子量测定方法和溶液凝固点的测定技术； 2.进一步理解稀溶液理论； 3.熟练掌握温差温度计的使用； 实验内容用凝固点降低法测定萘的分子量。实验五.液体饱和蒸汽压的测定（6学时）实验教学要求：1.掌握气压计的构造原理和使用方法； 2.掌握减压系统的操作方法； 3.明确饱和蒸汽压的定义和气-液平衡的概念。实验内容用静态法测定不同温度下水或苯的饱和蒸汽压并计算其H汽化。实验六 液相平衡（6学时）目的要求1.掌握分光光度计的使用方法； 2.掌握用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫氰酸根离子生成硫氰合铁络离子的稳定常数。实验内容用分光光度法测定络合物的稳定常数。实验七 二元金属相图的绘制（6学时）目的要求1.掌握热分析法测量技术:体系冷却速度的控制,热电偶测温点的位置； 2.掌握热电偶的测温技术； 3.熟悉电位差计的使用。 实验内容用热分析法绘制铅-锡金属体系的相图,采用热电偶作测温仪。实验八 双液系气-液平衡相图的绘制（6学时）目的要求1.了解沸点仪的构造原理 ； 2.掌握沸点的测定技术,绘制双液系的Tb-X图,确定其恒沸组成及恒沸温度； 3.进一步理解分馏原理； 4.掌握阿贝折射仪的原理和使用方法。实验内容用回流冷凝法测定一系列不同组成的二组分液-液体系的沸点,确定平衡时两相组成、绘制相图。实验九、强电解质极限摩尔电导率的测定目的要求1. 理解溶液的电导、电导率、摩尔电导率的概念；2. 掌握由强电解质稀溶液的电导率测定极限摩尔电导率的方法；3. 掌握电导率仪的使用方法实验十 电导法测定难溶盐的溶解度（6学时）目的要求1.掌握测定溶液电导的原理、2.掌握用电导法测定PbSO4溶解度的原理；3.了解电导率仪的测量原理，熟悉其使用方法。实验内容用惠斯顿电桥测定难溶盐溶液的电导,从而求出其溶解度。实验十一 电极的制备和电池电动势的测定（6学时）目的要求1.了解测量电池电动势的原理和方法； 2.掌握电位差计、标准电池、检流计的使用方法； 3.学会铜锌电极的制备和处理方法。 实验内容用电位差计测量铜锌电池的电动势和铜、锌电极的电位。实验十二 一级反应蔗糖水解反应速率常数的测定（6学时） 目的要求1.了解旋光仪的构造和原理,掌握用法； 2.用图解法求出反应速率常数和半衰期。 实验内容通过不同温度下蔗糖转化过程中旋光度的测定求其反应速率常数和半衰期。实验十三 二级反应乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定（6学时） 目的要求1.理解反应体系电导与反应物浓度的关系； 2.掌握电导率仪的使用方法； 3.用图解法求出二级反应的速率常数。实验内容用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。实验十四 过氧化氢的催化分解（6学时）目的要求1. 用静态法测定过氧化氢的催化分解反应速率常数；2.熟悉一级反应的特点；了解浓度、温度和催化剂等因素对一级反应速率的引响；3.学会用图解法、计算法求出一级反应的反应速率常数 实验内容用量气法 测定一级反应的反应速率常数。实验十五.最大气泡法测定溶液的表面张力（6学时）目的要求1.加深理解表面张力、表面自由能、表面张力与吸附量的关系； 2.掌握最大气泡压力法测定表面张力的原理和技术； 3.利用吉布斯公式计算不同浓度下醇类溶液的吸附量。实验内容用最大气泡压力法测定醇类水溶液的表面张力并求出相应的吸附量。实验十六 粘度法测定高聚物相对分子量（6学时） 目的要求1.了解乌氏粘度计的测量原理； 2.掌握用乌氏粘度计测定溶液粘度的方法； 3.图解法求特性粘度并计算聚苯乙烯分子量。实验内容用粘度法测定聚苯乙烯的平均分子量。实验十七 胶体的制备和电泳（4学时） 目的要求1.掌握制备氢氧化铁溶胶及纯化方法； 2.深入观察溶胶的电泳现象； 3.掌握测定氢氧化铁溶胶电泳速度的操作技术。实验内容用化学方法制备氢氧化铁溶胶,纯化后用电泳仪测定其电渗速度并求电势。实验十八 复杂反应丙酮碘化反应（6学时） 目的要求1.理解本实验的原理,加深对复杂反应特征的理解； 2.用图解法求丙酮转化反应的级数、速率常数、活化能； 3.进一步掌握分光光度计的使用方法。实验内容用分光光度计测定用酸作催化剂的丙酮碘化反应的级数、速率常数。实验十九.偶极距的测定（6学时） 目的要求1.用溶液法测定CHCl3的偶极矩；2.了解介电常数法测定偶极矩的原理；3.掌握测定液体介电常数的实验技术。 实验内容用测定液体介电常数的方法测定CHCl3的偶极矩。实验二十 磁化率的测定（6学时）目的要求1.用古埃法测定物质的磁化率； 2.求物质中顺磁性原子(离子)的未成对电子数； 3.掌握古埃法测定磁化率的实验原理。实验内容用古埃法测定物质的磁化率。实验二十一 置换法测定镁的相对原子质量（4学时） 目的要求1. 了解置换法测定镁的相对原子质量的原理和方法； 2. 掌握气态方程和分压定律的有关计算；3. 巩固使用分析天平称量的技能、练习使用量气管和气压计。实验内容用置换法，量气管和气压计测定镁的相对原子质量。实验二十二 实验技术讲座（4学时）目的要求1. 进行讲座和基础实验的训练；2.掌握温度基本的测量方法和实验仪器的使用方法。实验内容: 学习温度的测量方法和实验仪器的使用方法三、实验操作考核与成绩评定实验操作考核实验物理化学实验作为一门独立的专业基础课，其考核成绩应单独记录。学生的实验成绩应以平时考查为主，一般应占总分的60，其平时成绩又要以实验前预习，实验操作，实验态度，实验报告等为考核依据。在学期末或课程结束时，以笔试、口试与实际操作或设计性实验等形式作为评定成绩依据。考核内容包括：实验态度；查阅工具书的能力；实验操作方法和技巧；对仪器的使用能力；实验报告的质量；运用理论解释现象和讨论分析问题能力；实验课纪律及安全、卫生、整洁等。考核以实验操作结合实验理论、实验报告书面考试方法进行。其成绩占总分的40。实验报告的格式实验报告应包括实验的目的要求、方法原理、仪器及试剂、