物理化学实验理论教学课件

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（一）实验预习
实验ຫໍສະໝຸດ Baidu求： 实验要求
在实验前要充分预习，预先了解实验的目的和原理， 所用仪器的构造和使用方法，对实验操作过程和步骤，做到 心中有数。在认真预习的基础上写出实验预习报告，其内容 包括：实验目的和原理；主要的实验步骤；设计一个原始数 据记录表，以便记录实验时所要记录的数据；画出必要的实 验装置图；实验中的注意事项及查阅有关物质的性质（相关 物理量）等等。 实践证明，有无充分的预习对实验效果的好坏和对仪器 的损坏程度影响极大。因此，一定要坚持做好实验前的预习 工作，提高实验效果。为了提高预习效果，每次实验完成后， 应熟悉下一个的实验仪器。
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（四）实验报告
完成实验报告是本课程的基本训练，它使学生在实验 数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和 提高。实验报告的质量在很大程度上反映了学生的实际水 平和能力。 物理化学实验报告的内容大致可分为：实验目的和原 理（简要）、实验装置、实验条件、实验步骤、实验注意 事项、原始实验数据（列表）、数据的处理和作图、结果 和讨论、思考题解答等。 在写报告时，要求开动脑筋、钻研问题、耐心计算、 认真作图，使每次报告都合乎要求。重点应放在对实验数 据的处理和对实验结果的分析讨论上。
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实验条件也是必须记录的内容。实验的结果与实验 条件是紧密相关的，它提供了分析实验中所出现问题和 误差大小的重要依据。实验条件一般包括环境条件和仪 器药品条件：前者，如室温、大气压和湿度等；后者， 包括使用药品的名称、纯度、浓度和仪器的名称、规格、 型号和实际精度等。
数据记录要表格化，字迹要整齐清楚。保持一个良 好的记录习惯是物理化学实验的基本要求之一。（举例： 双液系气液平衡相图的测试——数据记录表）
气瓶 型号 150 125 30 6
用
途
工作压力 /kg•cm-2
装氢、氧、氮、氩、氦、甲烷、 压缩空气等 装二氧化碳及纯净水煤气等 装氨、氯、光气等 装二氧化硫
150 125 30 6
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(一)使用受压容器的安全防护
表2 常用储气瓶的色标
气瓶名称 氧气瓶 氢气瓶 氮气瓶 纯氩气瓶 氦气瓶 压缩空气瓶 氨气瓶 二氧化碳气瓶 氯气瓶 乙炔瓶 外表面颜色 天蓝 深绿 黑 灰 棕 黑 黄 黑 草绿 白 字样 氧 氢 氮 纯氩 氦 压缩空气 氨 二氧化碳 氯 乙炔 字样颜色 黑 红 黄 绿 白 白 蓝 黄 白 红 横条颜色
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物理化学实验教材：
1． 《物理化学实验》复旦大学等编（第三版） 高等教育出版社 2004 2．普通高等教育十一五规划教材《物理化学实验》 王爱荣主编 化学工业出版社 2008 3．物理化学实验讲义(自编) 物理化学实验讲义(自编) 物理化学实验讲义
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教学参考书：
1《化学综合实验》申秀民主编,北京师范大学出版社 2007年 2《应用物理化学实验》刘志明 吴也平 金丽梅编 化学工业出 版社 2009年 3《基础物理化学实验》清华大学 贺德华 麻英 张连庆编 高等 教育出版社 2008年 4《物理化学实验》（第4版）北京大学编, 北京大学出版社 2002年 5《物理化学实验》孙尔康、徐维清、邱金恒编, 南京大学出版 社1999年 6《物理化学实验》（第三版）罗澄源等编,高等教育出版社 2000年 7《物理化学实验》王爱荣主编，化学工业出版社 2008年 8《物理化学实验》（第四版）北京大学化学学院物理化学实 验教学组，北京大学出版社2002年
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物理化学实验是化学(及相邻)专业一门重要的 实践课程，它综合了化学领域中各分支所需的基本 研究工具和方法。物理化学实验的主要目的是使学 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、增强解决实际化学 问题的能力。 认真做好物理化学实验，对培养学生独立从 事科学研究工作的能力具有重要的作用。在实验 过程中，学生应以提高自已实际工作的能力为目 的，要勤于动手、开动脑筋、钻研问题，做好每 个实验。
受压容器主要指高压储气瓶、真空系统、 供气流稳压用的玻璃容器，以及盛入液氮的保 温瓶等。 1．高压储气瓶的安全防护 高压储气瓶是由无缝 碳素钢或合金钢制成，按 其所存储的气体及工作压 力分类如下表所示。
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(一)使用受压容器的安全防护
表1 标准储气瓶型号分类表
试验压力/ kg•cm-2 水压试验 225 190 60 12 气压试验 150 125 30 6
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二、物理化学实验的安全防护
化学是一门实验科学，化学实验涉及到： ①化学药品使用的安全防护；（先行实验课已介绍过） ②实验室用电的安全防护；（先行实验课已介绍过） ③受压容器的安全防护；（物理化学实验特点） ④使用辐射源的安全防护；（物理化学实验特点） ⑤实验者的人身安全防护。
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(一)使用受压容器的安全防护
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（三）实验记录
记录实验数据和现象必须忠实、准确。不能用铅笔 记录数据，不能只拣“好”的数据记，不能随意涂抹数 据。如发现某个数据确有问题，应该舍弃时，可用笔轻 轻圈去。所有数据都应记录在编有页码和日期的实验记 录本上。 实验过程中出现的现象应认真观察和真实记录。 这样有助于深入了解实验内容和发现问题。对培养学 生敏锐洞察力也是大有益处的。
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(一)使用受压容器的安全防护
②使用时安装减压器（阀） 使用时安装减压器（ 使用时安装减压器
气瓶使用时要通过减压器使气体压力降至实验所需范围 （CO2气瓶可不装减压阀）。安装减压器前应确定其连接尺寸 规格是否与气瓶接头相一致，接头处需用专用垫圈。一般可燃 性气体气瓶接头的螺纹是反向的左牙纹，不燃性或助燃性气体 气瓶接头的螺纹是正向的右牙 纹。有些气瓶需要使用专门减 压器（如氨气瓶），各种减压 器一般不得混用。减压器都装 有安全阀 安全阀，它是保护减压器安 安全阀 全使用的装置，也是减压器出 现故障的信号装置。减压器的 安全阀应调节到接受气体的系 统或容器的最大工作压力。
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3．物理化学实验考核 物理化学实验考核是本课程不可缺少的环节。 物理化学实验考核 它包括平时每个实验的考核和两次阶段性考核。 平时的实验考核侧重实验基本技能的训练和实验 素质的培养，阶段性考核则注重实验综合能力的 考查。两次物理化学实验阶段性考核，第一学期 末考核采用笔试形式，第二学期修完本课程后再 安排一次考核，以设计实验为主。
红 棕
白
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(一)使用受压容器的安全防护
使用储气瓶必须按正确的操作规程进行，有关 注意事项： 注意事项 ①气瓶放置要求 气瓶放置要求
气瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源（如夏日避免日 晒，冬天与暖气片隔开，平时不要靠近炉火等）的地方， 并用固定环将气瓶固定在稳固的支架、实验桌或墙壁上， 防止受外来撞击和意外跌倒。易燃气体气瓶（如氢气瓶等） 的放置房间，原则上不应有明火或电火花产生，确实难以 做到时应该采取必要的防护措施。
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2．物理化学实验讲座 物理化学实验讲座是本实验课程的必要环节。 物理化学实验讲座 对物理化学实验方法和实验技术进行较系统的讲 授，安排4次讲座（合计8学时），讲座内容有本 实验课程的学习方法、安全防护、数据处理、报 告书写和实验设计思想等实验基本要求及较系统 讲授物理化学的基本实验方法和实验技术，可使 学生在具体实验训练的基础上，加深对物理化学 研究方法有较全面的概括性的了解。
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实验报告的讨论可包括：对实验现象的分析和解释、 对实验结果的误差分析、对实验的改进意见、心得体会 和查阅文献情况等。
一份好的实验报告应该符合实验目的明确、 原理清楚、数据准确、作图合理、结果正确、 讨论深入和字迹清楚等要求。
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二、物理化学实验的安全防护
物理化学实验的安全防护，是一个关系到培养 良好的实验素质，保证实验顺利进行，保证实验者 和国家财产安全的重要问题。近代的物理化学实验 室，经常遇到高温、低温的实验条件，使用高气压 （各种高压气瓶）、低气压（各种真空系统）、高 电压、高频和带有辐射（X射线、激光、γ射线） 的仪器，而且许多精密和自动化设备日益普遍使用， 因此需要实验者具备必要的安全防护知识，懂得应 采取的预防措施，以及一旦事故发生后应及时采取 的处理方法。
物理化学实验
化学专业
学时：80
上学期40学时(理论8学时,实验8个32学时)1.5学分 下学期40学时(实验10个)1学分
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物理化学实验课程 由下列三个教学环节组成：
1．实验的操作训练 实验的操作训练 2．物理化学实验讲座 物理化学实验讲座 3．物理化学实验考核 物理化学实验考核
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1．实验的操作训练 实验的操作训练是本课程的中心环节。通过它 实验的操作训练 可以熟悉各种物理化学现象，初步掌握许多重要的 物理化学测量和实验方法，学会基本的实验技能， 并对实验结果进行分析和归纳，得到正确结论。完 成18个实验（每个实验平均学时为4学时）的实际 操作训练。这些实验包含热力学、电化学、动力学、 表面与胶体等方面有代表性的实验，同时又将物理 化学的重要实验方法和技术分散到各个实验中去， 力求使学生能得到全面的基础训练。
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(一)使用受压容器的安全防护
2．受压玻璃仪器的安全防护 物理化学实验室的受压玻璃仪器包括： ①供高压或真空试验用的玻璃仪器 ②装载水银的容器 ③压力计 ④各种保温容器
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(一)使用受压容器的安全防护
2．受压玻璃仪器的安全防护 使用这类仪器时必须注意 注意： 注意
①受压玻璃仪器应足够坚固，不能用薄壁材料或平底烧瓶之 类的器皿。 ②供气流稳压用的玻璃稳压瓶，其外壳应裹以布套或细网套。 ③物理化学实验中常用液氮作为低温的手段，在将液氮注入真 空容器时要注意真空容器可能发生破裂，不要把脸靠近容器的 正上方。 ④装载水银的U形压力计或容器，要注意使用时防止玻璃容 器破裂，造成水银散溅到桌上或地上，因此装载水银的玻璃 容器下部应放置搪瓷盘或适当的容器。使用U形水银压力计 时，应防止系统压力变动过于剧烈而使压力计中的水银散溅 到系统内外。
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(一)使用受压容器的安全防护
③气瓶操作要点 气瓶操作要点
气瓶需要搬运或移动时，应拆除减压器，旋上瓶帽，并使 用专门的搬运车。启开或关闭气瓶时，实验者应站在减压阀接 管的侧面，不许将头或身体对准阀门出口。气瓶启开使用时， 应首先检查接头连接处、管道是否漏气，直至确认无漏气现象 方可继续使用。使用可燃性气瓶时，更要防止漏气或将用过的 气体排放在室内，并保持实验室通风良好。使用氧气瓶时，严 禁气瓶接触油脂，实验者的手上、衣服上或工具上也不得沾有 油脂，因为高压氧气与油脂相遇会引起燃烧。氧气瓶使用时发 现漏气，不得用麻、棉等物去堵漏，以防发生燃烧事故。使用 氢气瓶，导管处应加防止回火装置。气瓶内气体不应全部用尽， 应留有不少于1 kg·cm-2的压力气体，并在气瓶标上用完的记号。 （举例：燃烧热的测定——O2瓶、气相色谱——H2 瓶、低温反应或隔绝氧化——N2瓶）
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物理化学实验理论教学内容(8学时)
一、物理化学实验的目的要求 二、物理化学实验的安全防护 三、实验测量误差 四、测量结果的正确记录和有效数字 五、实验数据表达
一、物理化学实验的目的要求
化学是一门实验科学，它通过实验现象的 观察和测量，实验数据的综合和分析，深入化 学现象的本质，从而揭示化学反应的规律。整 部化学科学发展的历史，就是在实验的基础上 发展化学理论，又在理论的指导下进行新的实 验探索的过程。实验是化学研究的基本手段。 实验和理论的这种辨证关系，不断推动化学科 学日益发展。
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（二）实验操作
学生进实验室后应检查测量仪器和试剂是否符合实验 要求，并做好实验的各种准备工作，记录实验的条件。对 实验室的安全操作应予以高度重视，学生应严格按照仪器 操作规程使用仪器。具体操作时，要求仔细观察实验现象， 详细记录原始数据，严格控制实验条件。整个实验过程要 有严谨的科学态度，做到清洁整齐，有条有理，一丝不苟 和遵守实验室的各有关规定；还要积极思维，善于发现和 解决实验中出现的各种问题。完成实验后，对所使用的仪 器做好善后处理工作，在仪器使用记录本上做好使用者签 名记录。