物理化学实验实验课程教学大纲.doc

1、物理化学实验实验课程教学大纲实验课程代码：HS-ZJ5-10 学 分：1.5 学分HS-ZJ6-81.5 学分课程总学时： 30 实验总学时：2430 24先修课程：普通物理，无机化学、有机化学开课对象：环境科学一、 目的要求物理化学实验是环境科学专业的一门重要的必修基础课程。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，是化学类专业的必修基础课程。其目的主要是使学生了解物理化学的基本实验方法和研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和数据处理的技能，加深理解并掌握物理化学的基本知识和原理。通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、

2、 创新精神和创新能力， 为学生今后从事环境化学研究或相关领域的科学研究和技术开发工作打下扎实的基础。本课程以实践环节为主，它由技术讲座、基 础性实验、 综合性实验三部分组成。讲座内容包括课程的学习方法、安全防护、数据 处理、报告书写和实验设计思想等。实验部分，安排 5-6 个实验，内容选择应包括 热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等方面的内容，并顾及物理化学的重要实验方法和技术，由此使学生得到全面的基础训练，应达到下列要求：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

3、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。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。综合性实验、设计性实验、开放性实验是新形势下对实验教学的客观要求，安排部分综合性实验和设计性实验，给学生以内容或方法上的综合练习，培养学生的综合分析能力和创新精神，可安排 1

4、 个综合性实验。二、实验内容及学时分配实 验 一 、恒 温 槽 的 装 配 和 性 能 测 试 学 时 ：2实验目的要求了解恒温槽的构造和原理，掌握温度控制的方法。 实验主要内容恒温槽是物理化学实验最常用的设备，通过恒温槽的装配和性能测试，实验类别 基础实验类型 操作实验要求 选修主要仪器 恒温水浴、温度温差仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）实 验 二 、燃 烧 热 的 测 定 学 时 ：6实验目的要求掌握测量反应热效应的方法，熟悉氧弹热量计实验技术，并学会贝克曼温度计的操作方法（或精密温差仪的使用）和气

5、体钢瓶的使用，掌握雷诺图解温度校正法。实验主要内容本实验通过氧弹热量计测定萘的燃烧热实验类别 专业基础实验类型 操作实验要求 必修主要仪器 氧弹热量计、精密温差仪、气体 钢瓶、大功率稳压电源、计算机7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 三 、中 和 热 的 测 定 学 时 ：4实验目的要求掌握贝克曼温度计的操作方法（或精密温差仪的使用）和雷诺图解温度校正法。掌握量热计常数的电热标定的方法及一般的量热技术。实验主要内容用量热

6、法测定 HCL 溶液和 NaOH 溶液的中和热。实验类别 专业基础实验类型 操作实验要求 选修主要仪器 量热计、精密温差仪、 计算机7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989实 验 四 、溶 解 热 的 测 定 学 时 ：4实验目的要求理解积分溶解热的概念；掌握贝克曼温度计的操作方法（或精密温差仪的使用）和雷诺图解温度校正法。掌握量热计常数的电热标定的方法及一般的量热技术。实验主要内容用量热法测定物质的溶解热实验类别 专业基础实验类型 操作实验要求 选修主要仪器 量热计、精密温差仪、 计算机7适用模块：HS-ZJ5，

7、HS-ZJ68参考文献(1)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）(2)孙尔康、徐维清、邱金恒，物理化学实验，南京：南京大学出版社（1998）实 验 五 、纯 液 体 饱 和 蒸 气 压 的 测 定 学 时 ：4实验目的要求了解纯液体饱和蒸气压与温度的依赖关系，并应用克劳修斯 克拉贝龙方程式求算环己烷的平均摩尔汽化热。通过实验使学生掌握气压计的使用、温度计的校正方法,及真空泵和压差计的使用。实验主要内容 用动态法测量不同压力下水的沸点；用绘图法处理实验数据。实验类别 专业基础实验类型 操作实验要求 选修主要仪器 气压计、真空泵、 压差计、精密温度 计 （0.1

8、分度）7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)复旦大学等编，物理化学（上册），人民教育出版杜（1980）,p.5457(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 六 、双 液 系 的 气 液 平 衡 相 图 学 时 ：4实验目的要求通过本实验使学生掌握阿贝折光仪的操作方法和沸点测量技术，并掌握相图的基本知识。实验主要内容用回流冷凝法测定一系列不同组成的环己烷与乙醇双液系的沸点，用MATLAB 拟合标准工作曲线，绘出气液平衡相图。实验类别 专业基础）实验类型 操作实验要求 必修主要仪器 阿贝折光仪、沸点仪、超 级恒温水浴7适用模块：HS-ZJ

9、5，HS-ZJ68参考文献(1)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 七 、气 液 色 谱 法 测 定 无 限 稀 溶 液 的 热 力 学 函 数 学 时 ：6实验目的要求（1）了解气相色谱法测定无限稀溶液活度系数的基本原理。（2）了解气相色谱仪的基本构造及原理，并初步掌握色谱仪的使用方法。实验主要内容本实验用法测定正己烷、环己烷在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀活度系数，并求出偏摩尔混合焓和偏摩尔溶解焓。实验类别 专业基础实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 气相色谱7适用模块：

10、HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 八 、差 热 分 析 学 时 ：4实验目的要求掌握差热分析原理和定性解释差热谱图。学习差热分析仪的使用；掌握热电偶的制作、标定和使用方法。实验主要内容采用差热分析仪测绘 CuSO4 5H2O 的差热谱进行分析，实验类别 专业基础实验类型操作实验要求 选修主要仪器 差热分析仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）实

11、验 九 、金 属 相 图 的 绘 制 学 时 ：4实验目的要求掌握热分析法的测量技术，理解步冷曲线绘制相图的原理。掌握热电偶的使用，热电 偶校正的方法。实验主要内容用步冷曲线法绘制金属相图。 实验类别 专业基础实验类型 操作实验要求 必修主要仪器 热电偶、记录仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)Deniels et al.,Experimental Physical Chemistry,6th Ed.,p.116-121,McGraw-Hill Bock Co.,Inc.,New York(1962)(2)费多洛夫编 ，物理化学分析第 2033 页，高等教育出版社（1958

12、）。(3)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 十 、液 相 平 衡 学 时 ：4实验目的要求了解热力学平衡常数的意义，掌握分光光度计的使用实验主要内容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液相反应的平衡常数， 实验类别 专业实验类型 验证实验要求 必修主要仪器 分光光度计7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 十 一 、甲 基 红 的 酸 离 解 平 衡 常 数 的 测

13、 定 学 时 ：4实验目的要求掌握酸度计和分光光度计的使用。测定甲基红的离解平衡常数， 实验类别 专业实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 分光光度计、pH 计7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)Stephen W.Todey, J.Chem Edu. ,35,514(1958)(2)Hugh,W.Salgberg etc,Physical Chemistry Laboratory,p.402(1978)(3)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）实 验 十 二 电 解 质 溶 液 电 导 测 定 学 时 ：4实验目的要求了解电导测定的原理

14、；掌握电导仪的使用方法。实验主要内容测定电解质溶液电导与浓度的关系，测定 HAc 的电离常数和 PbSO4 和溶度积。实验类别 专业实验类型 操作实验要求 选修主要仪器 恒温池、电导仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献黄允中 张元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 十 三 原 电 池 电 动 势 的 测 定 与 热 力 学 函 数 计 算 学 时 ：4实验目的要求通过实验使学生掌握可逆电池电动势的测量方法，学会电极的制备方法和电势差计的测量技术，并从可逆电池电动势计算热力学函数以加深对可逆概念的理解。实验主要内容本实验测量铜 锌电池的电动势和铜、锌电极

15、的电极电势，计算热力学函数。实验类别 专业实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 电极管、高电势差计7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)Benton Brooks Owen, J.Am.Chem.Soc.,60,2229(1938).(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 十 四 电 势 -pH 曲 线 的 测 定 学 时 ：4实验目的要求了解 E pH 图的意义和实际应用。实验主要内容测定 Fe3+/Fe2+ EDTA 络合体系在不同 pH 下的电极电势绘制 E pH 图， 实验类别 专业实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 pH

16、计、记录仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）实 验 十 五 离 子 选 择 性 电 极 的 制 备 和 使 用 学 时 ：4实验目的要求了解离子选择性电极制备工艺，了解离子选择性电极的基本性能和测试方法。掌握 pH 计的使用方法。实验主要内容制备氯离子选择电极和测定自来水中的氯离子含量， 实验类别 专业实验类型 操作实验要求 选修主要仪器 电极管、pH 计7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）实 验 十 六 氢 超 电 势

17、的 测 定 学 时 ：3实验目的要求掌握测量不可逆电极过程电极行为的实验方法，了解不可逆电极的意义及影响超电势的因素。实验主要内容采用恒电流法测定氢在光亮铂电极上的活化超电势。实验类别 专业实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 恒电位仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）实 验 十 七 二 级 反 应 乙 酸 乙 酯 皂 化 学 时 ：4实验目的要求掌握测定反应体系电导的实验方法，了解二级反应的特点，并加深有关级数、反应速率常数及活化能等动力学概念的理解。实验主要内容本实验用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常

18、数。实验类别 专业实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 电导仪、记录仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 十 八 旋 光 法 测 定 蔗 糖 转 化 的 速 率 常 数 学 时 ：4实验目的要求根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。实验主要内容本实验用旋光度法测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，以了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系。实验类别 专业实验类型 验证实

19、验要求 必修主要仪器 旋光仪7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 十 九 粘 度 法 测 定 高 聚 物 的 分 子 量 学 时 ：4实验目的要求了解粘度法测定高聚物分子量的基本原理和公式。测定聚丙烯酰胺或聚乙烯醇的粘均分子量。掌握用乌贝路德(Ubbelohde)粘度 计测定粘度的方法。实验主要内容用粘度法测定右旋糖苷的平均分子量，并了解溶剂、温度、 浓度对粘度的影响。实验类别 专业实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 乌

20、贝路德粘度计7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)东北师范大学等校，物理化学实验（第二版），北京：高等教育出版社（1989）(2)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）实 验 二 十 最 大 泡 压 法 测 定 溶 液 的 表 面 张 力 学 时 ：4实验目的要求掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术。通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定，加深对表面 张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解。实验主要内容本实验采用表面张力仪测定溶液的表面张力和最大吸附量。实验类别 专业实验类型 验证实验要求 选修主要仪器 微压差计7适用模块：HS-ZJ5，HS-ZJ68参考文献(1)WJPopielLaboratoryManual of Pysical Chemistryp.32（1964）(2)斯.阿.巴列金著，物理化学和肢体化学实验，第 106116 页，人民教育出版社（1960）。(3)陈纪岳，推导一个表面张力等温式，化学研究与应用，11 卷第 3 期 p.328-330(1999)(4)黄允中 张 元勤等 计算机辅助物理化学实验 化学工业出版社（2003）三、考核方式本课程考核采用平时成绩与期末理论考试相结合的办法，实验操作、实验报告、理论 考试各占三分之一。本大纲撰写执笔人：黄允中 制（修）订日期：2006/2/11大纲审批人：