《物理化学实验》(I)教学大纲

《物理化学实验》（I）教学大纲课程编号：《物理化学实验》（I）课程总学时：64课程总学分：3实验学时：64课程属性：专业必修适用专业：化学开设学期：5、6本大纲执笔人：FGF审稿人：FGDF审定人：DFGF一、课程简介、教学目的与要求（一）、课程简介：物理化学实验是化学教育专业的一门重要的必修基础课程，是独立设课、并与物理化学理论课程内容相配套的实验课程。实验教学内容综合了化学领域中各分支需要的基本研究工具和方法，在教学过程中引导学生利用物理化学及相关理论知识，解决化学过程的基本问题，培养学生的基本实验技能和科学研究能力，为学生今后从事专业研究打下坚实的基础，同时对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用。通过这种多层次、全面系统的实验训练，可以使学生掌握物理化学实验的基本方法和技能，锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力，并初步训练学生根据所学原理设计实验，选择和使用仪器，解决实际问题的能力。物理化学实验还可以使学生巩固理论知识，加深对物理化学原理的理解，提高学生对物理化学知识灵活运用的能力，同时培养学生严肃认真、实事求是的从事科学研究的态度和作风。《物理化学实验》课程总学时为64学时，分两个学期（第五、六学期）授课。（二）、本课程教学所要达到的基本目标1、使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能。2、学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录、实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理、实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法。3、了解常用仪器的构造、原理及其使用方法，了解近代大型仪器的性能及其在物理化学中的应用。4、正确记录和处理实验数据，能使用Excel、origin等软件完成较为复杂、繁琐的数据处理（拟合、插值、绘图）。5、在上述基础上，达到巩固并加深对物理化学基本原理和概念的理解、增强解决实际化学问题的能力之目的。6、在实验的全过程中，培养学生勤奋学习、求真、求实的科学品德，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。（三）、学生学习本课程应掌握的方法与技能学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录、实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理、实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法。了解常用仪器的构造、原理及其使用方法，了解近代大型仪器的性能及其在物理化学中的应用。（四）、本课程与其它课程的联系与分工《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开设的实验课程。通过本课程学习，掌握物理化学的基本实验技术和技能，系统学习物理化学实验的基本概念、基本原理和发展规律，并能在今后的科研及生产实践中，运用这些规律去分析问题和解决问题。（五）、本课程的教学内容与目的要求：1、了解课程的学习方法、报告书写要求和实验设计思想，了解实验室安全防护知识，树立安全意识。2、掌握误差分析中的有关基本概念，理解测量过程的误差传递计算及其应用；掌握实验数据记录和处理的基本要求和方法（表格法、图形法、经验公式法）。学会用计算机处理实验数据；基本掌握用EXCEL处理实验数据的操作（计算、拟合、插值、绘图）。3、物理化学实验常用测量技术：温度控制和温度（温差）测量、压力（压差）测量、光学量测量、电化学量测量等技术原理和方法，常用测量仪器的原理和使用。其内容分散到各实验中讲授。二、实验项目内容与学时分配：序号实验项目名称计划学时实验类别开出要求实验目的与基本要求主要仪器设备1恒温槽的装配和性能测试4基本操作必做了解恒温水浴的结构组成，学会其装配和调整技术，测绘恒温水浴的灵敏度曲线；独立测定两个指定温度下的恒温灵敏度，科学记录原始数据，准确制作恒温槽的灵敏度曲线，准确地表示恒温效果。恒温水浴1台；数显温差测量仪1台。2燃烧热的测定4基本原理选做学会用氧弹热量计测定有机物燃烧热；明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别；掌握用雷诺法和公式法校正温差的两种方法；掌握压片技术，学会用高压钢瓶和精密电子温差测量仪。恒温式微机热量计1套；氧弹瓶。3溶解热的测定4基本原理必做了解电热补偿法测定热效应的基本原理；通过用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热，并用作图法求出硝酸钾在水中的微分冲淡热，积分冲淡热和微分溶解热。溶解热测量装置1台；电脑1台。4纯液体饱和蒸气压的测定4基本原理必做了解用静态法(亦称等位法)测定环己烷在不同温度下蒸气压的原理，进一步理解纯液体饱和蒸气压与温度的关系；握真空泵、恒温槽及气压计的使用；学会用图解法求所测温度范围内的平均摩尔汽化热及正常沸点。等位计1支；稳压瓶1个；恒温水浴1套；冷肼1个；机械真空泵1台。5双液系的气液平衡相图4综合实验必做用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系(环己烷～异丙醇的T～X图)，并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度；了解阿贝折光仪构造原理，熟悉其使用。沸点仪1台；阿贝折光仪1台；超级恒温水浴1台。6用紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数4基本原理必做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；用紫外分光光度计测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数，并求出极限盐效应常数；了解和初步掌握紫外分光光度计的使用方法。紫外分光光度计1台；石英比色皿2个。7Cd-Bi二组分金属相图的绘制4综合实验必做应用步冷曲线的方法绘制Cd～Bi二组分体系的相图；了解纯物质和混合物步冷曲线的形状有何不同，其相变点的温度应如何确定。金属相图加热装置1套；金属相图测量装置1套；硬质试管8支。8电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度4综合实验选做用电导率仪测定十二烷基硫酸钠水溶液的电导率，确定其临界胶束浓度；了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；掌握数显电导率仪的使用方法。数显电导率仪1台。9电动势的测定及应用4综合实验必做测定Zn—Cu电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势；学会一些电极的制备和处理方法；掌握电位差计(包括数字式电子电位差计)的测量原理和正确使用方法。电位差计1台；毫安表1只；饱和甘汞电极；铜电极2只；锌电极1只。10乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定4综合实验必做了解测定化学反应速率常数的一种物理方法——电导法；了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数；掌握数字电导率仪和控温仪使用方法。数字电导率仪1台；恒温水浴1台。11蔗糖水解速率常数的测定4综合实验必做了解旋光仪的简单结构原理和测定旋光物质旋光度的原理，正确掌握旋光仪的使用方法；利用旋光仪测定蔗糖水解作用的速率常数。旋光仪1台；恒温水浴1台；超级恒温水浴1台。三、实验成绩考核办法12B-Z振荡反应4综合实验必做了解、熟悉化学振荡反应的机理；通过测定电位一时问曲线求得化学振荡反应的表观活化能。恒温水浴1台；恒温磁力搅拌器1台；精密酸度计1台。13粘度法测定高聚物摩尔质量4基本原理必做掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法；测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均相对分子质量。恒温水浴1台；乌氏粘度计1个。14溶液中的吸附作用和表面张力的测定——最大气泡压力法4综合实验必做通过测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，由σ-c曲线求溶液界面上的吸附量和单个正丁醇分子的横截面积；了解表面张力的性质、表面能的意义以及表面张力和吸附的关系；掌握一种测定表面张力的方法——最大气泡法。最大气泡法表面张力测量装置1套；超级恒温水浴1台。15偶极矩的测定4综合实验必做用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩；了解偶极矩与分子电性质的关系；掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。电子天平1台；偶极矩仪1台；阿贝折光仪1台。16磁化率的测定4基本原理选做掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法；通过测定一些络合物的磁化率，求算未成对电子数和判断这些分子的配键类型。Gouy磁天平1台。17液相反应平衡常数的测定4基本原理必做掌握一种测定弱电解质电离常数的方法；掌握分光光度计的测试原理和使用方法；掌握pH计的原理和使用。紫外分光光度计1台；玻璃比色皿4个。18氯离子选择性电极的测试和应用4基本原理选做了解氯离子选择性电极的基本性能及其测定方法；掌握用氯离子选择性电极测定氯离子浓度的基本原理；氯离子选择性电极1个。本课程考核按考查课程的要求进行，成绩采用百分制；学期总成绩=实验报告成绩×40%+考勤成绩×30%+期末测试成绩×30%；期末测试采用独立实验操作或者实验理论考试。四、实验教材与参考书1、推荐教材：物理化学实验（第二版），复旦大学物编，高等教育出版社，1993年.2、主要参考资料（1）物理化学实验，孙尔康、徐维清、邱金恒编，南京大学出版社，1998年（2）物理化学实验指导书，陈国平编，2004年五、主要使用的仪器设备恒温水浴、数显温差测量仪、恒温式微机热量计、氧弹瓶、溶解热测量装置、电脑、等位计、稳压瓶、冷肼、机械真空泵、沸点仪、阿贝折光仪、超级恒温水浴、紫外分光光度计、玻璃比色皿、石英比色皿、金属相图加热装置、金属相图测量装置、硬质试管、数显电导率仪、电位差计、毫安表、饱和甘汞电极、铜电极、锌电极、旋光仪、恒温磁力搅拌器、精密酸度计、乌氏粘度计、最大气泡法表面张力测量装置、电子天平、偶极矩仪、Gouy磁天平、氯离子选择性电极。