《物理化学实验课》教学大纲

《物理化学实验课》教学大纲一、

基本信息课程代码：090069实验课程名称:物理化学英文名称:

PhysicalChemistry

Experiment课程总学时:32

总学分:1.0

实验学时:32适用对象：应用化学、化学工程与工艺、高分子材料、材料化学、食品科学、生物工程、食品质量与安全、包装工程、环境科学、环境工程、资源环境科学

二、

实验课程的性质与任务物理化学是从化学现象与物理现象的联系入手寻找化学变化规律的一门学科。物理化学实验是物理化学必不可少的组成部分。物理化学实验综合运用了物理和化学领域一些重要实验技术和手段以及数学运算方法来研究物质的物理化学性质以及这些物理化学性质与化学反应之间的关系。学生通过做实验可以进一步掌握物理化学的理论，掌握基本的物理化学实验技术和方法。

三、

实验教学目的与要求物理化学实验是一门独立的课程，是化学学科一个重要分支，它综合了化学领域中各个分支所需要的基本研究工具和方法。物理化学实验通过实验的手段，研究物质的物理化学性质以及这些物理化学性质与化学反应之间的关系。物理化学实验课的主要目的是使学生掌握物理化学实验的基本方法和技能；培养学生正确记录实验数据和现象、正确处理实验数据和分析实验结果的能力；掌握有关物理化学的原理，提高学生灵活运用物理化学原理的能力。通过实验，使学生初步了解物理化学的研究方法，从而增强解决实际化学问题的能力。通过物理化学实验教学，还可以加深对物理化学和物质结构中某些重要的基本理论和概念的理解。

四、

考核办法和成绩评定标准考试成绩占总成绩的40％，平时成绩占总成绩的60％

五、

实验指导书李英玲、穆筱梅编《物理化学实验讲义》（西北工业大学出版社）

六、

实验项目、内容与要求实验一

燃烧焓的测定实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.用弹式量热计测定萘的燃烧焓。2.明确燃烧焓的定义，了解燃烧焓与燃烧反应热力学能变之间的关系。3.了解量热计的构造、原理和使用方法。

教学要求：掌握化合物燃烧焓的测定方法

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：物质的燃烧热是指一摩尔物质完全燃烧时的热效应，广泛地用在各种热化学计算中，文献中已经报道了许多物质的燃烧热和反应热。物质的燃烧热通常用氧弹量热计来测量。氧弹量热计是一种重要的热化学仪器，在热化学、生物化学以及某些工业部门广泛使用。

实验二

凝固点降低法测定分子量实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.

掌握一种常用的分子量测定方法。2.

通过实验进一步理解稀溶液理论。

教学要求：掌握稀溶液的依数性的测定方法

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：含非挥发性溶质的二组分稀溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点。这是稀溶液的依数性之一。当指定了溶剂的种类和数量后，凝固点降低值取决于所含溶质分子的数目，即溶剂的凝固点降低值与溶液的浓度成正比。

实验三

双液系气－液平衡相图的测绘实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.

掌握用沸点仪测沸点的方法。2.

绘制乙酸乙酯－乙醇的沸点－组成图。

教学要求：确定乙酸乙酯－乙醇的恒沸组成和恒沸点

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：常温下，两液体物质可按任意比例互溶而形成的混合物，称为完全互溶双液系。对于纯态液体，外压一定时，其沸点是一定的，而对于双液系，外压一定时，其沸点还与组成有关，并且在沸点时，平衡的气、液两相组成不同。

实验四

蔗糖水解反应速率常数的测定实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.

测定蔗糖在酸中水解的速率常数。2.

学会使用旋光仪。

教学要求：确定蔗糖在酸中水解的速率常数

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光物质，它们比旋光度分别为：[

蔗]

=66.65°、[

葡]

=52.5°和[

果]

=

-91.9°。这里的α表示在20℃时用钠黄光作光源测得的旋光度。正值表示右旋，负值表示左旋。由于蔗糖的水解是能进行到底的，又由于生成物中果糖的左旋远大于葡萄糖的右旋，所以生成物呈左旋光性。随着反应的进行，系统逐渐由右旋变为左旋，直至左旋最大。设反应开始测得的旋光度为

，经

分钟后测得的旋光度为

，反应完毕后测得的旋光度为

。

实验五

乙酸乙酯皂化反应实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.

测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数和反应活化能。2.

掌握电导率仪的使用方法。

教学要求：进一步了解二级反应的特点

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：本实验用电导法测定反应系统在不同时刻的电导，跟踪反应物浓度随时间的变化情况，从而求出反应速率常数。随着皂化反应的进行，溶液中导电能力强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，所以溶液的电导逐渐减小。

实验六

用最大气泡法测定液体的表面张力实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.

用最大气泡法测定乙醇水溶液的表面张力。2.

学会用图解法计算不同浓度下溶液的表面吸附量。

教学要求：进一步了解溶液浓度、表面张力和吸附量之间的关系

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：恒温恒压下的纯溶剂的表面张力为一定值，若在纯溶剂中加入能降低其表面张力的溶质时，则表面层中溶质的浓度比溶液内部浓度高；若加入能增大其表面张力的溶质时，则溶质在表面层中的浓度比溶液内部浓度低。这种现象称为表面吸附。

实验七

表面活性剂临界胶束浓度CMC的测定实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.

测定表面活性剂临界胶束浓度CMC，并加深对表面活性剂性质的理解。2.

了解测量CMC的各种实验方法。

教学要求：进一步了解CMC是表面活性剂的一种重要量度

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：表面活性剂分子是由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物，当它们以低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面定向，从而使表面自由能明显降低。表面活性剂广泛用于石油、纺织、农药、采矿、食品、民用洗涤等各个领域，具有润湿、乳化、洗涤、发泡等重要作用。

实验八

醋酸解离常数的测定实验类型：验证实验学时：4每组人数：2

实验目的：1.

了解对消法测电动势的基本原理，学习电极及盐桥的使用方法。2.

掌握可逆电池电动势测定的应用，学会电池的装配方法。

教学要求：进一步了解测定电池电动势的方法

教学方法：课堂讲解、动手操作

实验内容提要：利用各种氢离子指示电极与参比电极组成电池，即可从测得的电池电动势算出溶液的pH值，常用指示电极有：氢电极、醌氢醌电极和玻璃电极。今讨论醌氢醌(Q·H2Q)电极。Q·H2Q

为醌(Q)与氢醌(H2Q)的等分子化合物，在水溶液中部分分解。

实验九

溶液偏摩尔体