物理化学实验01

1、玉溪师范学院玉溪师范学院物理化学实验 Experiment Of Physical Chemistry主讲 张群实验师实验师 电话：电话：1357776333513577763335物理化学实验教学安排周次周次 教学内容教学内容1 1 绪论绪论 实验目的与要求实验目的与要求 实验室规则实验室规则 数据处理与误差分析数据处理与误差分析 2 2 实验一实验一 压强计与压强的测量压强计与压强的测量3-4 3-4 实验二实验二 液体饱和蒸气压的测定液体饱和蒸气压的测定5-6 实验三实验三 温度计与温度的测量温度计与温度的测量 7-8 7-8 实验四实验四 温度的控制与超级恒温温度的控制与超级恒温器器

2、的使用的使用9-10 9-10 实验五实验五 折光率的测量与阿贝折折光率的测量与阿贝折 射仪射仪 周次周次 教学内容教学内容111112 12 实验六实验六双液系气液平衡相图的双液系气液平衡相图的 绘制绘制131314 14 实验七实验七物质燃烧热的测定物质燃烧热的测定15-16 15-16 实验八旋光率的测量与圆盘旋实验八旋光率的测量与圆盘旋 光仪光仪171718 18 实验九实验九实验考试实验考试（物理化学实物理化学实 验试题验试题）191920 20 实验成绩评定实验成绩评定教学进度安排表教学进度安排表主要教学参考书主要教学参考书东北师范大学等校编东北师范大学等校编. .物理化学实验物理

3、化学实验( (第二版第二版).).高等教育出版社，高等教育出版社，1989复旦大学等编复旦大学等编. .庄继华修订庄继华修订. .物理化学实验物理化学实验( (第三版第三版).).高等教育出版社，高等教育出版社，20042004孙尔康，徐维清，丘金恒孙尔康，徐维清，丘金恒. .物理化学实验物理化学实验. .南京大学出版社，南京大学出版社，199719971102 1102 型气相色谱仪型气相色谱仪物理化学实验是继无机化学实验、有机化学实验和分析化学物理化学实验是继无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验之后的一门基础实验课。它是通过综合化学实验领域中各实验之后的一门基础实验课。它是通过综合化学

4、实验领域中各种分析方法和实验手段，研究物质的物理化学性质及其与化学种分析方法和实验手段，研究物质的物理化学性质及其与化学反应之间的关系的一门实验技术科学。反应之间的关系的一门实验技术科学。 绪 论Introduction一、实验目的与要求一、实验目的与要求实验实验目的目的学习和掌握物理化学实验的基本方法和技能。学习和掌握物理化学实验的基本方法和技能。学习和了解物理化学实验技术及近代分析仪器在物学习和了解物理化学实验技术及近代分析仪器在物理化学实验中的应用。理化学实验中的应用。学习和掌握有关物理化学的原理，培养独立从事科学研究工作学习和掌握有关物理化学的原理，培养独立从事科学研究工作的基本能力。

5、的基本能力。实验室实验室实验实验要求要求实验预习实验预习填写预习报告填写预习报告实验目的实验目的实验原理实验原理实验步骤实验步骤实验数据（原始数据）记录表实验数据（原始数据）记录表实验记录实验记录实验数据、现象的记录必须如实、准确实验数据、现象的记录必须如实、准确实验数据不准用铅笔记录、不得随意涂改实验数据不准用铅笔记录、不得随意涂改实验条件（环境条件、仪器试剂条件）必须记录实验条件（环境条件、仪器试剂条件）必须记录数据记录最好表格化数据记录最好表格化SCSC1515数控超级恒温水浴数控超级恒温水浴601601超级恒温水浴超级恒温水浴实验实验报告报告实验报告是本课程的基本训练内容之一。要求实验

6、报告是本课程的基本训练内容之一。要求每做完一个实验必须提交一份实验报告。每做完一个实验必须提交一份实验报告。实验报告的基本内容实验报告的基本内容实验目的实验目的实验原理实验原理实验条件实验条件原始数据原始数据实验步骤实验步骤数据处理与作图数据处理与作图实验结果与实验总结讨论实验结果与实验总结讨论119119120120二、物理化学实验室规则二、物理化学实验室规则实验前应先制定实验方案，经实验室管理人员同意实验前应先制定实验方案，经实验室管理人员同意后方可进行实验。后方可进行实验。实验时应先注意熟悉、检查实验仪器，发现问题及时实验时应先注意熟悉、检查实验仪器，发现问题及时报告，并追查原因。报告，

7、并追查原因。实验时必须遵守操作规程，服从教师的指导，遵守实实验时必须遵守操作规程，服从教师的指导，遵守实验室安全规则及有关措施，保持室内卫生。验室安全规则及有关措施，保持室内卫生。实验结束时，应按要求收整好实验仪器、试剂，如实实验结束时，应按要求收整好实验仪器、试剂，如实填写仪器使用记录，认真打扫实验室卫生。填写仪器使用记录，认真打扫实验室卫生。实验结束离开实验室前，须经实验室管理人员检查并实验结束离开实验室前，须经实验室管理人员检查并同意后方可离开实验室。同意后方可离开实验室。化学与环境科学系实验室化学与环境科学系实验室20032003年年6 6月月实验报告示例恒温槽灵敏度的测定实验报告恒温

8、槽灵敏度的测定实验报告LBLB801801型超级恒温槽，贝克曼温度计，秒型超级恒温槽，贝克曼温度计，秒表，放大镜。表，放大镜。实验目的实验目的测定测定LBLB801801型超级恒温槽在型超级恒温槽在6060时时的灵的灵敏度，绘制灵敏度曲线。敏度，绘制灵敏度曲线。实验原理实验原理用贝克曼温度计，直接测量用贝克曼温度计，直接测量LBLB801801型超型超级恒温槽的温度级恒温槽的温度时间关系。时间关系。主要仪器主要仪器实验步骤实验步骤检查、安装实验仪器；向恒温槽内加入软检查、安装实验仪器；向恒温槽内加入软水，做好测量准备。水，做好测量准备。启动超级恒温槽，使其恒温控制在启动超级恒温槽，使其恒温控制

9、在6060。测量超级恒温槽的灵敏度。测量超级恒温槽的灵敏度。数据记录数据记录实验日期：实验日期： 实验者：实验者：室室 温：温： 气气 压：压： 时间时间 贝克曼温贝克曼温 最高温度最高温度 最低温度最低温度(t)/min (t)/min 度计读数度计读数 t tH H/ /度度 t tL L/ /度度0.00.00.50.51.01.0灵敏度曲线灵敏度曲线读数读数时间时间(t)(t)t tH Ht tL L实验结果实验结果灵敏度灵敏度t tE E = = t t1 1-t-t2 22 2问题讨论问题讨论（略）（略）玉溪师范学院玉溪师范学院三、实验数据处理与误差分析三、实验数据处理与误差分析测

10、量与测量与 误差误差所谓测量是指人们对客观事物进行某种数量化的所谓测量是指人们对客观事物进行某种数量化的确定。确定。测量（测量（MeasurementMeasurement）误差（误差（ErrorError）所谓误差是用来反映测量值与所谓误差是用来反映测量值与“真实值真实值”相差的相差的程度的量。程度的量。误差的误差的分类分类由有关测量方法中某些经常性的原因所致。由有关测量方法中某些经常性的原因所致。由测量中许多不可预料的偶然因素造成的。由测量中许多不可预料的偶然因素造成的。系统误差系统误差偶然误差偶然误差过失误差过失误差可以消除可以消除可通过概率统计可通过概率统计可以避免可以避免玉溪师范学院

11、教学楼玉溪师范学院教学楼x = i = 1，2，3，n xin误差的误差的表示法表示法算术平均偏差算术平均偏差标准（均方根）偏差标准（均方根）偏差 = i = 1，2，3，n| di |ndi = xi - - x 偏差偏差测量的算术平均值测量的算术平均值 di2n - -1 =标准（均方根）偏差对一组测量数据的较大误差或较小误标准（均方根）偏差对一组测量数据的较大误差或较小误差感觉比较灵敏，是近代科学中常用的误差表示方法。差感觉比较灵敏，是近代科学中常用的误差表示方法。偶然误差（偶然误差（p）偶然误差是指：在一组测量数据中，若不计正负号，误偶然误差是指：在一组测量数据中，若不计正负号，误差大

12、于差大于p 的测量值与误差小于的测量值与误差小于p 的测量值，将各占测量次的测量值，将各占测量次数的数的50%。即，误差落在。即，误差落在+ p 与与 - - p 间的测量次数，占总间的测量次数，占总测量数的一半测量数的一半。p-p+pN （p）与（）与（）、（）、（）的关系）的关系p = 0.675 0.799 1.00P = 0.675 di2n偶然误差常用于可疑数据的取舍偶然误差常用于可疑数据的取舍乔文涅乔文涅(Chauvenet)原理。原理。有效数字有效数字与运算与运算在实验中，对物理量的测量其准确程度都是有限在实验中，对物理量的测量其准确程度都是有限的，我们只能用某一近似值表示。的，

13、我们只能用某一近似值表示。有效数字有效数字26.526.520203030最小分度值最小分度值0.50.5确定值确定值可疑值可疑值有效数有效数有效数包含了所有确定值和最大一位可疑有效数包含了所有确定值和最大一位可疑值。值。有效数字的运算法则有效数字的运算法则加减运算加减运算乘除运算乘除运算对数运算对数运算算术平均值运算算术平均值运算运算结果有效数字的末位的位置与参加运算各项中可疑运算结果有效数字的末位的位置与参加运算各项中可疑值最大的那项相同。值最大的那项相同。运算结果有效数字的位数与参加运算各项中有效数字位运算结果有效数字的位数与参加运算各项中有效数字位数最少的那项相同。数最少的那项相同。2

14、.2.1 1+0.39+0.394 4+1.01+1.012 2=3.=3.5 52.2.1 10.390.394 4+ +）1.011.012 23.3.5065062.2.1 10.3940.3944 4=0.8=0.83 3 =8.3=8.31010-1-1lg317.2=2.5013lg317.2=2.5013lg7.1lg7.110102828=28.85=28.854 4个有效数字求平均，其平均值的有效数字位数可个有效数字求平均，其平均值的有效数字位数可增加增加1 1位。位。可疑数据可疑数据的取舍的取舍偶然误差的正态分布偶然误差的正态分布0-+N偶然误差出偶然误差出现的次数现的次数

15、偶然误差出偶然误差出现的次数现的次数正态分布正态分布精确度较高精确度较高正态分布正态分布精确度较低精确度较低N = expN = exp221-d222测量值与平测量值与平均值的偏差均值的偏差误差小的数据出现的几率大；反之亦然。误差小的数据出现的几率大；反之亦然。大小相等、符号相反的误差出现的几大小相等、符号相反的误差出现的几率近似相等。率近似相等。极大正、负误差出现的几率很小。极大正、负误差出现的几率很小。可疑数据的取舍可疑数据的取舍由正态分布曲线的计算可知：一组数据中，偏差由正态分布曲线的计算可知：一组数据中，偏差3的数据的数据出现的几率出现的几率1%。即：。即：偏差偏差3的数据应舍弃的数

16、据应舍弃该数据可能是过失造成的，至少有该数据可能是过失造成的，至少有99%99%以以上的把握认为是不合理的上的把握认为是不合理的乔文涅乔文涅(Chauvenet)原理原理某数据与包括这个数据在内的平均值的偏差，大于这组数据某数据与包括这个数据在内的平均值的偏差，大于这组数据或然误差（或然误差（P P）的）的K K倍时，该数据应舍弃倍时，该数据应舍弃。在运用乔文涅在运用乔文涅(Chauvenet)原理取舍可疑数据时，至少要有原理取舍可疑数据时，至少要有4个以上的数据才行。个以上的数据才行。例例1测量某赤铁矿样品中测量某赤铁矿样品中Fe2O3的含量，其质量分数测量结果的含量，其质量分数测量结果列于

17、下表，问最后一个数据列于下表，问最后一个数据（50.55%）能否舍去？能否舍去？样品号样品号 Fe2O3质量分数质量分数/(%) 偏差（偏差（di） 平均值平均值( x ) 1 50.30 - -0.04 2 50.25 - -0.09 3 50.27 - -0.07 4 50.34 - -0.00 5 50.33 - -0.01 6 50.55 + +0.2150.34求偶然误差求偶然误差P = 0.675 di2n - -1P = 0.6750.042+0.092+0.072+0.012+0.2125= 0.073（50.55%）查查K值表值表表表1 不同测量次数的不同测量次数的K值值测量次数测量次数 K值值 测量次数测量次数 K值值 5 2.44 12 3.02 6 2.57 14 3.12 7 2.68 16 3.20 8 2.76 18 3.26 9 2.84 20 3.32 10 2.91 22 3.386 2.57取舍判断取舍判断PK = 0.0732.57 = 0.19 0.21 0.21 0.190.1955.5555.55%这个数据应该舍弃这个数据应该舍弃问题讨论问题讨论1.下列数