物理化学实验教学大纲

《物理化学实验》教学大纲
第一部分总则
（一）本课程基本情况
课程类别：必修；适用专业：化学；开课年级：三年级
开课学期：第五、六学期；总学时：54；学分：1.5
开课教研室：物理化学教研室
（二）教学目的
物理化学实验（包括物质结构实验），是一门独立的基础实验课。

其开设目的在于：使学生掌握物理化学实验方法和技能，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结果的能力。

通过实验，使学生加深对物理化学和物质结构课程中基本理论和概念的理解，提高他们运用这些基本理论的能力。

（三）教学基本要求
要求学生初步了解物理化学的研究方法，掌握实验的基本技能，包括实验现象的记录，实验条件的选择及仪器设备的匹配，重要物化性质的测量，实验数据处理及可靠程度的判断，实验结果的分析和归纳等，从而增强解决实际化学问题的能力。

教学中教师主要讲清实验方法，仪器使用规则及实验注意事项，要求学生严格控制实验条件和操作规范，使之达到预期的实验效果。

实验过程包括预习、操作、实验报告等环节。

预习：要求学生写好预习报告，回答思考题。

操作：要求学生仔细观察实验现象，忠实、准确、完整地记录原始数据。

严格控制实验条件，正确使用仪器。

实验报告：实验报告内容包括：实验目的和原理，实验仪器和试剂，实验简明步骤，实验数据记录和处理、结果与讨论等，要求学生把重点放
在实验数据的处理和对实验结果的分析讨论上。

其中结果讨论可包括：实验时的心得、体会，做好实验的关键，对实验结果的误差分析，实验现象的分析和解释，对该实验提出进一步的工作和改进意见。

（四）教学时数分配表
根据部颁要求，参考兄弟院校经验，结合化学专业的实际情况，本大纲规定：学生应做16~18个物理化学实验(每个实验约3学时)，同时为了使学生对实验技术能获得系统的知识，开设必要的阶段性的物理化学实验方法和实验技术的讲座。

因学时有限，对讲座中加有*号的部分内容可分散到有关实验中讲解（讲座4学时），共计54个学时。

具体见下表：
物理化学实验学时分配表
四、实验教学内容：
1、实验技术讲座：
（1）、误差分析和数据处理
物理化学实验目的和任务、要求（预习、操作、报告等），考核方法。

安全防护、实验室规则。

有关误差的几个基本概念，误差分析，数据处理。

（2）、测温技术
温标、温度计的校正、温度计的种类和使用方法及使用范围等。

（3）、电学测量
电位差计、检流计、交流电桥、电极的制备及电池。

（4）、真空测量技术
油扩散泵的构造、性能、使用及注意事项。

真空元件及材料：真空活栓使用，真空涂敷材料
（5）、物理化学实验方法
热力学、动力学、电化学、物质的性质表征等不同实验的特点，方法。

现代技术在物理化学实验中的应用等。

2、实验教学题目：
本大纲提出24个实验题目可供选择。

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3个、电化学3个、表面现象与胶体2~3个、结构化学2~3个。

第二部分实验内容
实验一恒温槽装配、性能测定
实验目的：
1、了解组成恒温槽的各个部件的构成和作用；掌握恒温槽的装配及调
试技术。

2、掌握贝克曼温度计的构造原理、调节和使用方法。

3、了解改善恒温槽性能的途径，掌握恒温槽灵敏度的表示方法。

实验内容：
4、装配恒温槽并调试及测定灵敏度。

实验仪器设备：
恒温槽1套，贝克曼温度计1支，电炉1个。

实验二燃烧热的测定
实验目的：
1、了解氧弹量热计的构造原理，掌握氧弹量热计的实验操作技；
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。

实验仪器设备：
氧弹量热计1台，氧气钢瓶1个，压片机1台。

实验三凝固点降低法测相对分子质量
实验目的：
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、通过实验认识过冷现象，并能解释产生过冷现象的原因，对实验
结果的影响及控制方法。

实验内容：
用凝固点降低法测定萘的分子量。

实验仪器设备：
贝克曼温度计1支，相对分子质量测定仪1套。

实验四液体饱和蒸气压的测定
实验目的：
1、掌握动态法和静态法，用等压计测量在不同外压下苯的沸点或不
同温度下苯的饱和蒸气压的操作技术。

2、了解真空泵、气压计、等压计的构造，并掌握其使用方法。

3、明确饱和蒸气压的定义和气—液平衡的概念。

实验内容：
用静态法测定不同温度下苯的饱和蒸气压并计算其△H。

汽化
实验仪器设备：
等压计连冷凝管，水银压力计，真空系统１套，恒温槽１套。

实验五环乙烷－异丙醇双液系相图
实验目的：
1、掌握回流分析法的要领及其通过折射率来确定液体组成的方法。

通过对实验现象的分析加深对相图的认识和分馏原理的理解。

2、了解沸点仪的构造原理。

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。

实验仪器设备：
沸点测定仪１个，阿贝折射计（包括恒温装置）１套，调压变压器１台，温度计１支。

实验六金属相图
实验目的：
1、掌握测定步冷曲线，并根据步冷曲线斜率变化绘制相图，进而确
定其最低共熔点和相应组成的方法，加深对热分析法绘制相图原
理的理解。

2、掌握热电偶的校正和使用技术。

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。

实验仪器设备：
控温电炉１个，程序升降温控制仪１台，硬质玻璃套管５个。

实验七液相平衡
实验目的：
1、掌握正确使用分光光度计的方法，理解为什么测量时需要空白溶
液和在指定波长下进行测量。

2、通过实验了解热力学平衡常数的数值与反应物起始浓度无关。

实验内容：
用分光光度计测定低浓度下Fe3+离子和SCN-离子生成[FeSCN2+]离子的液相反应平衡常数。

实验仪器设备：
722型分光光度计１台，恒温槽１套。

实验八电导法测定难溶盐的溶解度
实验目的：
1、掌握惠斯顿电桥测定电导的原理和方法。

2、学会用电导法测定难溶盐的溶解度。

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。

实验仪器设备：
恒温槽１套，音频讯号发生器１台，恒温槽１套，示波器或耳机１个，可变电阻箱3个，电导电极（镀铂黑）1支。

实验九电极制备及电池电动势的测定
实验目的：
1、了解测量电池电动势的原理和方法。

2、掌握铜、锌电极的制备和处理方法。

3、掌握用电势差计测量电池电动势的方法，加深对原电池、电极电
势等概念的理解。

实验内容：
用电势差计测量铜锌电池的电动势和铜、锌电极电势。

实验仪器设备：
电势差计1台，检流计1台，直流稳压电源1台，标准电池1只，滑线电阻（2000Ω）1只，电流表（100mA）1只，甘汞电极等。

实验十电动势法测化学反应热力学函数变化值
实验目的：
1、掌握电化学实验中常用的参考电极（银-氯化银电极和甘汞电极）
的制备方法。

2、掌握电动势法测定热力学函数变化值的有关原理和方法。

实验内容：
测定可逆电池在不同温度下的电动势值，从而计算电池反应的热力学函数变化值△G、△H和△S。

实验仪器设备：
超级恒温槽１套，电势差计1台，检流计1台，直流稳压电源1台，标准电池1只，银-氯化银电极和甘汞电极等。

实验十一蔗糖水解反应速率常数的测定
实验目的：
1、根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速率常数。

2、了解旋光仪的构造和原理，掌握使用方法。

实验内容：
通过一定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。

实验仪器设备：
旋光仪1台，停表1只，恒温槽1套。

实验十二丙酮碘化反应速率常数的测定
实验目的：
1、理解本实验的原理，掌握如何测定反应物的反应级数，如何设计
实验方法。

2、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。

实验仪器设备：
722型分光光度计1台，停表1只。

实验十三乙酸乙脂皂化反应速率常数的测定
实验目的：
1、理解电导法测定乙酸乙脂皂化反应速率常数的方法。

2、掌握电导率仪的使用方法。

实验内容：
用电导法测定不同温度下乙酸乙脂皂化反应的速率常数并求出反应的活化能。

实验仪器设备：
电导率仪1台，恒温槽1套，停表1只。

实验十四最大气泡法测定液体的表面张力
实验目的：
1、加深理解表面张力及其与吸附量的关系。

2、掌握最大气泡法测定液体表面张力的原理和技术。

3、通过吸附曲线的绘制，培养学生运用图解微分法解决实际问题的
能力。

实验内容：
用最大气泡法测定醇类水溶液的表面张力并求出相应的吸附量。

实验仪器设备：
恒温槽1套，表面张力仪一套。

实验十五胶体的制备和电泳
实验目的：
1、掌握溶胶的制备及纯化方法—渗析法。

2、掌握电泳法测定溶胶的ζ电势的原理和技术。

实验内容：
用化学方法制备氢氧化铁溶胶，纯化后用界面移动法测定其电泳速度并求出ζ电势。

实验仪器设备
电泳仪或0—300V直流稳压电源1台，电泳测定管1只，停表1只，电导率仪1台。

实验十六粘度法测高聚物分子相对质量
实验目的：
1、掌握用伍氏粘度计测定粘度的方法。

2、学会用测定高聚物溶液的粘度来计算高聚物相对分子质量的方
法。

实验内容：
测定聚乙烯醇的相对分子质量的平均值。

实验仪器设备：
伍氏粘度计1支，恒温槽1套，停表1只，玻璃砂漏斗（3号）1个。

实验十七磁化率的测定
实验目的：
1、用古埃法测定物质的磁化率，求算其顺磁性原子（离子）的未成
对电子数。

2、掌握古埃法测定物质磁化率的实验原理和技术。

实验内容：用古埃法测定物质的磁化率。

实验仪器设备：
古埃磁天平（包括电光分析天平等）1套，软质玻璃样品管4支，研钵等。

实验十八分子偶级矩测定
实验目的：
1、了解介电常数法测定偶级矩的原理。

2、掌握测定液体介电常数的实验技术。

实验内容：
用溶液法测定三氯甲烷的偶级矩。

实验仪器设备：
小电容测量仪1台，电容池1个，阿贝折射计1台，电吹风1个，超级恒温槽1套，比重管1支。

实验十九紫外吸收光谱
实验目的：
1、了解紫外光谱的基本原理和实验方法。

2、测定分子的电子振动能级参数。

实验内容：
用紫外—可见分光光度计测定分子的电子能级。

实验仪器设备：
紫外—可见分光光度计1台
实验二十电解质溶液的活度系数测定
实验目的：
1、学会铂黑电极和银—氯化银电极的制备和处理。

2、掌握用电动势法测定电解质溶液的平均离子活度系数以及用外推
法求标准电动势的方法。

实验内容：
用电动势法测定不同浓度盐酸溶液的平均离子活度系数和活度，并用外推法求标准电动势。

实验仪器设备：
电势差计1台，检流计1台，直流稳压电源1台，标准电池1只， H 型电池1个，银—氯化银电极和铂黑电极等。

实验二十一差热分析
实验目的：
1、掌握差热分析原理和了解差热分析仪的操作。

2、了解差热分析图谱定性、定量处理的基本方法。

实验内容：
用差热分析仪测定硝酸钾的热效应。

实验仪器设备：
差热分析仪1台，记录仪1台，交流稳压电源1台。

实验二十二电池电动势法测氯化银的溶度积
实验目的：
1、学会用电池电动势法测定氯化银的溶度积。

2、加深对液接电势概念的理解和学会消除液接电势的方法。

实验内容：
用电势差计测量电池的电动势从而求出氯化银的溶度积。

实验仪器设备：
UJ—25型电势差计及附件1套，超级恒温槽1套，银—氯化银电极等。

实验二十三甲基红的酸度离解平衡常数的测定
实验目的：
1、了解分光光度法测定弱电解质（甲基红）酸离解常数的理论依据
和测定方法。

2、掌握本实验的设计思想和基本训练，学会举一反三。

实验内容：
测定甲基红的酸离解平衡常数。

实验仪器设备：
722型分光光度计1台，pHS—2型pH 计1台，恒温槽1套。

实验二十四气相色谱法测无限稀释活度系数及偏摩尔混合热
实验目的：
1、了解气相色谱仪的基本构造和原理。

2、测定无限稀溶液中溶质的保留体积和活度系数。

3、了解气相色谱法在物理化学中的应用。

实验内容：
用气相色谱仪测定无限稀释有机溶液的活度系数和偏摩尔混合热。

实验仪器设备：
气相色谱仪1套，停表1只。

五、教材及参考书
教材：张建策、马银海等编《物理化学实验》2007 科学普及出版社
参考书：
1、东北师范大学等校合编《物理化学实验》（第二版）高等教育出版社，1994，4
2、复旦大学等主编《物理化学实验》（第二版）高等教育出版社，1996.4。