中南大学物理化学实验
中南大学近代物理实验报告-原子力显微镜实验报告
近代物理实验实验报告实验名称：原子力显微镜所在学院：物理与电子学院专业班级：物理升华班1301学生姓名：黄佳清学生学号：0801130117指导教师：黄迪辉一、目的要求(1) 了解原子力显微镜的工作原理。
(2) 初步掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法。
二、实验原理1.基本原理AFM是利用一个对力敏感的探针针尖与样品之间的相互作用力来实现表面成像的，工作原理如图1所示。
将一个对微弱力极敏感的弹性微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品的表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的作用力（10-8～10-6 N），微悬臂会发生微小的弹性形变。
针尖和样品之间的力F与微悬臂的形变△z 之间遵循胡克定律（Hooke Law）F = k·△z其中，k为微悬臂的力常数。
测定微悬臂形变量的大小，就可以获得针尖与样品之间作用力的大小。
针尖与样品之间的作用力与距离有着强烈的依赖关系，所以在扫描过程中利用反馈回路保持针尖和样品之间的作用力恒定，即保持微悬臂的形变量不变，针尖就会随表面的起伏上下移动。
记录针尖上下运动的轨迹即可得到样品表面形貌的信息。
这种检测方式被称为“恒力”模式（Constant Force Mode），是AFM使用最广泛的扫描方式。
AFM的图像也可以使用“恒高”模式（Constant Height Mode）来获得，也就是在x、y扫描过程中，不使用反馈回路，保持针尖与参考水平面之间的距离恒定，检测器直接测量微悬臂z 方向的形变量来成像。
这种方式由于不使用反馈回路，可以采用更高的扫描速度，通常在观察原子、分子像时用得比较多，而对于表面起伏较大的样品不适合。
图1 AFM原理示意图2. AFM的工作模式当AFM的针尖与样品表面原子相互作用时，通常有几种力同时作用于微悬臂，其中最主要的是范德瓦尔斯力(Van der Waals forces)。
针尖与样品表面原于间的范德瓦尔斯力与距离关系曲线如图2所示。
物化实验试卷
中南大学考试试卷(A-D 卷)2008 --2009 学年一学期_物理化学实验研究方法 —课程二4学时丄学分 考试形式：闭卷专业年级： 冶金、环境类07级 总分100分，占总评成绩_50 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上考试内容分为笔试(30分钟)和操作考试(2.5小时)，备有8套试题，学 生抽签选择。
此处列举4套示例。
A 卷试题和参考答案一、单项选择(每小题2分，共20分)1. “阴极极化曲线的测定”实验所测的是哪一种超电势？ (A)氢电极的电阻超电势 (B)氢电极的浓差超电势(C)氢电极的活化超电势(D)氧电极的活化超电势2. 在乙酸乙酯皂化反应实验中 ，若CH 3COOC 2H 5和NaOH 溶液的浓度均为 0.010 mol dm -3, 等体积混合后，则反应终止时体系的电导率可用下列哪种溶液的电导值代替 (A) 0.010 mol dm -3 NaOH (B) 0.005 mol dm ；3 NaOH(C)0.005 mol dm -3 CH 3COOH(D) 0.005 mol dm -3 CH s COONa3. 在Fe(OH) 3溶胶的纯化过程中，不能透过半透膜的物质是： (A) Fe 3+(B) Cl -(C) Fe(OH)3(D) H 2O4. 福庭式气压计的读数校正不包含以下哪一种校正 (A)温度校正(B)重力加速度校正 (C)仪器校正5. 电导率仪在用来测量电导率之前，必须进行:6.在氧弹实验中，若测得 c H m = -5140.7 kJ - mol -1,| H|最大=25.47 kJ - mol -1,则实验结果的正确表示应为: (A)c H m = -5140.7 kJ- mol -1 (C) c H m = -(5.1407± 0.02547)X 103 kJ - mol -1 7.在测定纯水的饱和蒸气压的实验中，我们是通过测定不同外压下纯水的沸点来进行的 这种测定饱和蒸气压的方法是属于： (A)静态法(B)饱和气流法 (C)动态法 (D)流动法8. 用差热分析仪测定固体样品的相变温度，选用哪种物质做基准物较合适:(D)露茎校正(A)零点校正(B)满刻度校正(C)定电导池常数(D)以上三种都需要(B) c H m = -5140.7 ± 25.47 kJ - mol - (D) c H m = -5140.7± 25.5 kJ - mol -1(A)无水氯化钙(B)三氧化二铝(C)苯甲酸(D)水杨酸9. 测量溶液的电导时，应使用:(A) 甘汞电极(B) 铂黑电极(C) 银—氯化银电极(D)玻璃电极10. 溶解热测定实验中，若试样吸潮和颗粒偏大，则将分别导致实验结果(A) 偏大和偏小(B) 都偏大(C) 都偏小(D)偏大和偏小二、判断题(每小题 3 分，共15 分)1. B-Z 振荡反应实验中所采用的参比电极是饱和甘汞电极。
中南大学物理化学实验(压力)
二、压力的测量与控制
■ 电磁阀 是靠电磁力控制气路阀门的开启/关闭以切换气体流动方
向，从而使系统增压或减压。电磁阀工作受继电器控制，当
线圈2中未通电时，铁心4受弹簧5压迫， 盖住出气口通路，气体只能从排气口流 出；当线圈 2 中通电时，磁化了的铁箍 1 吸引铁心 4 往上移动，盖住排气口，
同时开启出气口通路，气体从出气口流
出。这种电磁阀称为二位三通电磁阀。
Q23型电磁阀结构示意图 1.铁箍；2.罗管线圈； 3,6.压紧橡皮；4.铁心；5.弹簧
二、压力的测量与控制
■ 稳压管 从钢瓶中流出的气体，经过针形阀3与毛细管4缓冲后， 再经过水柱稳压管 5 流入系统。通过调节水柱稳压管中的水
平高度，就给定了流动气体的
压力上限。若流动气体的表压 大于稳压管中水柱的静压差h， 气体便从水柱稳压管的出气口 逸出而达到控压的目的。
二、压力的测量与控制
★弹簧管压力计：为指针式压力表 1)特点： 使用了弹性元件的弹性力来测量 压力。分真空表和正压力表，刻度分 别为 mmHg 和 atm 。结构简单，读数 方便，测压范围广，价格便宜。 2)原理： 弹簧管受压形变，使得元件相应部 分发生了位移。从而推动指针向着一 定的方向运动。并指示出相应的压力 值。
二、压力的测量与控制
（二）压力的控制 1. 恒压控制 当实验要求系统保持恒定的压力时，就需要一套恒 压装置。其原理是在 U 形的控压计中 充以汞或电解质溶液，其中设有a、b、 c三个电接点。当待控压系统压力升高 到规定的上限时，b、c 两个接点通过 汞或电解质溶液接通，随之电控系统 控压原理示意图 工作使泵停止对系统加压；当待控压 系统压力下降到规定的下限时，a、b两个接点接通(b、c 断路)，泵向系统加压，如此反复操作达到控压目的。
中南大学密立根油滴实验报告
中南大学密立根油滴实验报告中南大学密立根油滴实验报告密立根油滴实验是物理学中一项重要的实验，它由美国物理学家罗伯特·密立根于1909年发明。
该实验通过测量油滴在电场中的运动来确定电子的电荷量，并为原子结构的研究提供了重要的实验依据。
本文将介绍中南大学学生在密立根油滴实验中的研究成果和发现。
实验目的密立根油滴实验的主要目的是通过测量油滴在电场中的运动来确定电子的电荷量。
通过这个实验，我们可以了解原子结构和电子的性质，对于深入研究原子核的构成和性质具有重要意义。
实验原理密立根油滴实验基于油滴在电场中的运动。
实验中，我们使用一台特制的实验仪器，将油滴悬浮在空气中，并通过精细的调节使其保持静止。
然后，我们通过给油滴施加电场来观察油滴的运动情况。
根据电场的大小和方向，油滴会受到电场力的作用，从而产生加速度和运动。
实验步骤首先，我们使用特制的装置将油滴悬浮在空气中，并通过显微镜观察油滴的运动情况。
然后，我们调节电场的大小和方向，使得油滴在电场中保持静止。
接下来，我们测量电场的大小和油滴的质量，通过计算得到电子的电荷量。
最后，我们重复实验多次，取平均值，以提高实验结果的准确性。
实验结果通过多次实验和数据处理，我们得到了油滴的质量和电场的大小，进而计算出了电子的电荷量。
我们的实验结果与理论值非常接近，验证了密立根油滴实验的准确性和可靠性。
这一发现对于原子结构和电子性质的研究具有重要意义，为进一步探索原子核的构成和性质提供了重要的实验依据。
实验意义密立根油滴实验的成功开启了原子物理学的新篇章，为人们深入研究原子结构和电子性质提供了重要的实验方法和依据。
通过这个实验，我们可以更好地理解原子的组成和性质，为物理学的发展做出了巨大贡献。
结论中南大学学生在密立根油滴实验中取得了令人瞩目的成果。
通过精确的实验操作和数据处理，我们成功测量了电子的电荷量，并验证了密立根油滴实验的准确性和可靠性。
这一实验为原子结构和电子性质的研究提供了重要的实验依据，对于推动物理学的发展具有重要意义。
物理化学实验教学改革的探索
实
验
科
学
与
技
术
物 理 化 学 实 验 教 学 改 革 的 探 索
* 张玉敏* ，关鲁雄，李元高 长沙 410 0 83） 摘要：在物理化学实验中，通过对实验教学内容及方法、实验考核方式、实验教学手段等方 面进行改革，提高了学生动手能力，培养了他们的创新能力。 关键词：物理化学实验；教学改革；创新能力 中图分类号： G6 42.0 文献标识码：B 文章编号：16 7 2 - 45 5 0 （ 20 0 6） 03 - 0 0 5 1-0 3
化” 的特点，具体做法为： 2.1 引入现代测试技术和方法，提高传统实验的 精度和现代化水平 在传统的实验中，通过实验仪器设备的升级换 代，引入现代测试技术和方法，提高了传统实验的 精度和现代化水平。例如沉降分析实验，我们购置
* **
［ 收稿日期］2 00 5 -1 1 - 22； ［ 修改日期］20 0 5 -1 2- 2 2 ［ 作者简介］ 张玉敏 （1 9 7 2- ） ， 女，工程师，主要从事实验教学和实验 室管理工作。
� � � � � � H AN G - ，G UAN L ，L I - ，LU O （C S U C 410 083）
� � � � � � � � � � � � � � � � ： � � A� � � � � � � ， � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � .T . � � � � � � � � � � ： ； ； 了激光粒度分析仪，用沉降分析和激光衍射法两种 方法做同一实验，即保证了经典的方法，又与现代 化分析方法相衔接，提高了实验结果准确性，提升 了实验效果。 2.2 采取多种形式，提高实验教学内容的综合性 综合性实验一般为实验内容涉及相关的综合知 识或运用综合的实验方法、实验手段，对学生的知 识、能力、素质形成综合的学习与培养的实验。一 般体现在实验内容的复合性、实验方法的多元性和
中南大学差热分析实验报告
中南大学差热分析实验报告一．实验目的1．掌握差热分析的基本原理及测量方法。
2．学会差热分析仪的操作，并绘制425CuSO H O 等样品的差热图。
3．掌握差热曲线的处理方法，对实验结果进行分析。
二．实验原理1、差热分析基本原理物质在加热或冷却过程中，当达到特定温度时，会产生物理或化学变化，同时产生吸热和放热的现象，反映了物质系统的焓发生了变化。
在升温或降温时发生的相变过程，是一种物理变化，一般来说由固相转变为液相或气相的过程是吸热过程，而其相反的相变过程则为放热过程。
在各种化学变化中，失水、还原、分解等反应一般为吸热过程，而水化、氧化和化合等反应则为放热过程。
差热分析利用这一特点，通过对温差和相应的特征温度进行分析，可以鉴别物质或研究有关的转化温度、热效应等物理化学性质，由差热图谱的特征还可以用以鉴别样品的种类，计算某些反应的活化能和反应级数等。
在差热分析中，为反映微小的温差变化，用的是温差热电偶。
在作差热鉴定时，是将与参比物等量、等粒级的粉末状样品，分放在两个坩埚内，坩埚的底部各与温差热电偶的两个焊接点接触，与两坩埚的等距离等高处，装有测量加热炉温度的测温热电偶，它们的各自两端都分别接人记录仪的回路中在等速升温过程中，温度和时间是线性关系，即升温的速度变化比较稳定，便于准确地确定样品反应变化时的温度。
样品在某一升温区没有任何变化，即也不吸热、也不放热，在温差热电偶的两个焊接点上不产生温差，在差热记录图谱上是一条直线，已叫基线。
如果在某一温度区间样品产生热效应，在温差热电偶的两个焊接点上就产生了温差，从而在温差热电偶两端就产生热电势差，经过信号放大进入记录仪中推动记录装置偏离基线而移动，反应完了又回到基线。
吸热和放热效应所产生的热电势的方向是相反的，所以反映在差热曲线图谱上分别在基线的两侧,这个热电势的大小，除了正比于样品的数量外，还与物质本身的性质有关。
将在实验温区内呈热稳定的已知物质与试样一起放入一个加热系统中，并以线性程序温度对它们加热。
中南大学物化实验差热分析实验报告
中南大学物化实验差热分析实验报告差热分析就是在程序控制温度下测量物质与参比物之间得温度差与温度（或时间）关系得一种技术。
描述这种关系得曲线称为差热曲线或曲线。
描述这种关系得曲线称为差热曲线或曲线。
由于试样与参比物之间得温度差主要取决于试样得温度变化，因此就其本质来说，差热分析就是一种主要与焓变测定有关并籍此了解物质有关性质得技术。
一、实验目的：
1、了解差热分析得基本原理与实验基本步骤。
2、测量五水硫酸铜与锡得差热曲线，并简单计算曲线峰得面积。
二、实验原理：
物质在加热或冷却过程中会发生物理变化或化学变化，与此同时，往往还伴随吸热或放热现象。
伴随热效应得变化，有晶型转变、沸腾、升华、蒸发、熔融等物理变化，以及氧化还原、分解、脱水与离解等化学变化。
另有一些物理变化，虽无热效应发生但比热容等某些物理性质也会发生改变，这类变化如玻璃化转变等。
物质发生焓变时质量不一定改变，但温度就是必定会
变化得。
差热分析正就是在物质这类性质基础上建立得一种技术。
若将在实验温区内呈热稳定得已知物质与试样一起放入加热系统中并以线性程序温度对它们加热。
在试样没有发生吸热或放热变
化且与程序温度间不存在温度滞后时，试样与参比物得温度与线性程序温度就是一致得。
若试样发生放热变化，由于热量不可能从试样瞬间导出，于就是试样温度偏离线性升温线，且向高温方向移动。
反之，在试样发生吸热变化时，由于试样不可能从环境瞬间吸取足够得热量，从而使试样温度低于程序温度。
只有经历一个传热过程试样才能回复到与程序温度相同得温度。
中南大学流体静压强实验报告答案
中南大学流体静压强实验报告答案一、演示目的气体放电存在多种形式，如电晕放电、电弧放电和火花放电等，通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。
二、原理首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电，而球型电极未放电。
这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。
导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处)，两极之间的电场越强，空气层被击穿。
反之越少(球型电极处)，两极之间的电场越弱，空气层未被击穿。
当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时，其间的电场较弱，不能击穿空气层。
而此时球型电极与平板电极之间的距离最近，放电只能在此处发生。
三、装置一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。
四、现象模拟让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电，而球型电极未放电。
接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离，放电在球型电极与平板电极之间发生五、探讨与思索雷电暴风雨时，最好不要在空旷平坦的田野上行走。
为什么?实验报告一.预习报告1.详细原理2.注意事项二.实验目的三.实验器材四.实验原理五.实验内容、步骤六.实验数据记录与处置七.实验结果分析以及实验心得八.原始数据记录栏(最后一页)把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报，就叫实验报告。
实验报告的种类因科学实验的对象而异。
例如化学实验的报告叫做化学实验报告，物理实验的报告就叫做物理实验报告。
随着科学事业的日益发展，实验的种类、项目等日见多样，但其格式大同小异，比较紧固。
实验报告必须在科学实验的基础上展开。
它主要的用途是协助实验者不断地累积研究资料，总结研究成果。
实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。
它不仅是对每次实验的总结，更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，是科学论文写作的基础。
因此，参加实验的每位学生，均应及时认真地书写实验报告。
中南大学物理化学课后习题答案7章化学动力学
第7章化学动力学1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例，导出反应进度的增加速率与，，之间的关系，并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。
解：∴，，2．甲醇的合成反应如下：CO＋2Ｈ2 ===== CH3OH已知，求，各为多少?（答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1）解：，3．下列复杂反应由所示若干简单反应组成，试根据质量作用定律写出以各物质为准的速率方程式。
(1) (2)(3) (4)解：(1) ，，(2)(3)(4)4．理想气体反应 2N 2O 5 → 4NO 2＋O 2，在298.15 K 的速率常数k 是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为。
(1)计算在298.15K 、、12.0 dm 3的容器中，此反应的和即各为多少? (2)计算在(1)的反应条件下，1s 内被分解的N 2O 5分子数目。
（答案：（1）7.1×10-8，-1.14×10-7md·dm -3·s -1 （2）1.01×1018）解：（1）mol·dm -3mol·dm-3·s-1∴mol·dm-3·s-1（2）1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子5．已知每克陨石中含238U 6.3×10-8ｇ，He为20.77×10st1:chmetcnv UnitName="cm"SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1" TCSC="0">-6cm3(标准状态下)，238U的衰变为一级反应： 238U → 206Pb＋84He 由实验测得238U的半衰期为＝4.51×109 y，试求该陨石的年龄。
NaOH-NaAl(OH)4-H2O三元溶液体系的比定压热容
NaOH-NaAl(OH)4-H2O三元溶液体系的比定压热容宋婷;刘士军;肖刘萍;陈启元【摘要】采用C80热量仪测量了温度范围为298.15~363.15 K,总碱质量摩尔浓度mT(mNaOH+mNaAl(OH)4)为0.88~6.16 mol/kg,苛性比αK(mT/mNaAl(OH)4)为1.9~5.0,及常压条件下NaOH-NaAl(OH)4-H2O三元溶液体系的比定压热容；建立铝酸钠溶液体系比定压热容与总碱度、苛性比和温度的关系式；用该关系式对文献结果进行计算,比定压热容的计算值与其实验值之间的平均偏差小于0.014.根据测定结果计算研究铝酸钠溶液的表观摩尔比定压热容(cpΦ)随温度、浓度、及1/αK的变化规律.结果表明：铝酸钠溶液的表观摩尔热容cpΦ随温度的变化有一个最大值出现；与体系的1/αK成线性关系.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】8页(P2977-2984)【关键词】铝酸钠溶液;三元体系;比定压热容;表观摩尔热容【作者】宋婷;刘士军;肖刘萍;陈启元【作者单位】中南大学化学化工学院,长沙 410083;中南大学化学化工学院,长沙410083;中南大学化学化工学院,长沙 410083;中南大学化学化工学院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】O642.1三元溶液体系NaOH-NaAl(OH)4-H2O的物理化学性质是铝化学中非常重要的内容，许多地质变化过程及地球生态都涉及到铝酸钠溶液的物理化学性质，例如矿物形成、地热变化、岩浆沉积以及核废水在地下的变化等。
同时，铝酸钠溶液是铝工业生产过程中非常重要的溶液体系，其物理化学性质对铝工业具有重要意义[1]。
但由于铝酸钠溶液离子组分和结构的复杂性，强碱性和不稳定性等特点，关于铝酸钠溶液的热容实验研究非常有限。
HOVEY等[2]运用了流动热量仪测定温度为10～50 ℃常压条件下铝酸钠溶液的热容，但是他们仅测定两组不同的苛性比的溶液。
中南大学大学物理实验预习答案
实验一迈克耳孙干涉仪的调整与使用【预习思考题】1．迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的？答：迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2．迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的？条纹形状如何？随M1、M2’的间距d如何变化？答：（1）等倾干涉条纹的产生通常需要面光源，且M1、M2’应严格平行；等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行，而是有微小夹角，且二者之间所加的空气膜较薄。
（2）等倾干涉为圆条纹，等厚干涉为直条纹。
（3）d越大，条纹越细越密；d 越小，条纹就越粗越疏。
3．什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹？当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，M1、M2’两镜子的位置成什么关系？答：白光由于是复色光，相干长度较小，所以只有M1、M2’距离非常接近时，才会有彩色的干涉条纹，且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】1．用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同？答：二者虽然都是圆条纹，但牛顿环属于等厚干涉的结果，并且等倾干涉条纹中心级次高，而牛顿环则是边缘的干涉级次高，所以当增大（或减小）空气层厚度时，等倾干涉条纹会向外涌出（或向中心缩进），而牛顿环则会向中心缩进（或向外涌出）。
2．想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率？答：首先将仪器调整到M1、M2’相交，即视场中央能看到白光的零级干涉条纹，然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中（主要是为了避免空程差），继续向原方向移动M1镜，直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时，记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N，根据，即可求出n。
实验二用动态法测定金属棒的杨氏模量【预习思考题】1．试样固有频率和共振频率有何不同，有何关系?固有频率只由系统本身的性质决定。
和共振频率是两个不同的概念，它们之间的关系为：式中Q为试样的机械品质因数。
中南大学化学基础实验一览表
基本理化数
据的测定 气体密度法测定二氧化碳
15
分子量 (分子量或者密度的实验
测定方法)
C A、B
16
凝固点降低法测相对分子 量
A、B
折光率和旋光度的测定方
A、C
17
法
（纯物质和二元混合物融 沸点测定方法）
18
ⅠB、ⅡB、ⅥB、ⅦB元素 的性质
A、B
19
碳族元素的性质
20 元素和化合 无机化合物性质 物性质
综合
A、B、 C
15
合 Cannizzaro歧化法及其应用 成 （制备芳香醇和芳香酸）
综合
A
16
方 2-硝基-1，3-苯二酚的制备 综合
A
法 （亲电取代定位）
17
交叉羟醛缩合法及其应用
A、B
（制备亚苄基乙酰苯（查耳 综合
酮））
18
Claisen酯缩合法及其应用 （制备乙酰乙酸乙酯）
综合
A
19
辅酶催化安息香缩合
30
析 方法
单扫描示波极谱法测定胱胺酸 含量
综合
31
单扫描二阶导数示波极谱法测 综合 定水中锌和镉
32
毛细管电泳法分析生物样品中 综合 的氨基酸
33
离子色谱法测定常见阴离子含
A、B、C A、B、C
C A、B、C
A、B A、B、C A、B、C
A、B A、B A、B、C
B A、B、C
B、C A、B、C A、B、C A、B、C A、B、C
A
力学参数的测定
14
电导法测定弱电解质的电 离常数
A、B、 C
中南大学物理化学实验(概述)
lim lim
n n
可见，增加测量次数可以减少偶然误差的影响，以提
高测量的精密度和重现性。
系统误差与偶然误差虽然有着本质的不同，但在一定 条件下它们之间可以相互转化。如一批容量瓶中每个瓶子 的系统误差不相同，它们之间的差异是随机的，属于偶然 误差。当只使用其中一个容量瓶时，这种偶然误差转化成 系统误差。
物理化学实验研究方法
绪
论
第一章
概述
热化学实验
一、物理化学实验课程的方法分类
化学热力学
平衡实验
物 理 化 学
化学动力学 动力学实验 电化学
电化学实验 表面与胶体化学实验
量子化学计算方法
表面与胶体化学
结构与量子化学
物 理 化 学 实 验
第一章
1.目的
概述
二、物理化学实验课程的目的与基本要求
物理化学实验是化学实验课程的一个重要分支。 它综合了化学领域中各分支所需要的基本实验工具和
2铠装热电偶的结构铠装热电偶具有能弯曲耐高压热响应时间快和坚固耐用等许多优点它和工业用装配式热电偶一样作为测量温度的变送器通常和显示仪表记录仪表和电子调节器配套使用同时亦可作为装配式热铠装热电偶结构一温度计和恒温装置一支典型的热电偶是由两根经过适当退火的不同金属丝所组成将两根金属丝的一端焊在一起构成测量端热端另一端称为参考端或冷端与导线相连参考端通过导线与电压测量仪电位差计相连后就可以进行热电势测量
第一章
概述
撰写实验报告时要开动脑筋，钻研问题，耐心计算， 认真作图，重点放在对实验数据的处理和对实验结果的分 析讨论上。讨论可包括：对实验现象的分析和解释；对实 验结果误差的定量分析及误差产生的原因分析；文献查阅
情况；实验后的心得体会，对实验的进一步研究或改进的
中南大学实验教学项目指导书(Ⅱ)
实验教学项目指导书实验教学项目（Ⅱ）实验项目指导书（Ⅱ）铁矿烧结球团实验项目指导书烧结球团是将粉状物料变成在物理性能和化学组成上能满足下一步加工要求的人造块状原料的过程。
其中，烧结法是将粉状物料（如粉矿和精矿）进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的方法；球团法是将细粒物料（尤其是精矿）在加水条件下在专门造球设备上经滚动而成球，然后再经焙烧固结的方法。
本章主要介绍烧结制粒和抽风烧结实验方法、烧结混合料的检测和烧结矿物理性能的检测方法；造球实验方法、生球质量检测方法和管炉焙烧实验方法。
实验-1 烧结料混合制粒与透气性测定一、实验目的与要求1. 掌握烧结混合制粒实验的方法；2. 掌握影响烧结料混合制粒的主要因素；3. 掌握测定烧结混合料透气性指数的基本原理和方法。
二、实验原理烧结混合制粒是烧结工艺的一个重要过程，通过改变混合制粒条件来测定混合料的透气性指数，透气性指数是衡量烧结混合制粒效果的一个参数，该项测定是在一定的料层高度和通过料层的风量条件下检测抽风负压，再通过沃伊斯（E.W.Voice ）公式（公士7-1-1）计算烧结透气性指数。
J.P .U=6.0)P(HA Q （7-1-1）式中： J.P .U------透气性指数Q----------通过料层的风量 m 3/min (一般取0.167 m 3/min) A----------装料杯面积 m 2 （装料杯直径为0.1 m ） H----------装料高度 m （装料高度为0.2 m ） P-----------抽风负压 Pa三、实验设备 1. 电子称 2. 圆筒混合机3. 透气性测定装置（如图7-1-1所示）四、实验步骤1. 配料、混合制粒根据指导老师提供的实验原料配比分别称取铁矿、熔剂、燃料等原料，在橡胶布上人工干混三次（采用倒堆法混合），再加水（预先算好加入量）湿混三次，加入到Ф600×300mm圆筒混合机中进行混合制粒，制粒时间为3分钟。
中南大学物理化学实验报告
中南大学物理化学实验报告中南大学化工原理实验报告目录实验一、流体阻力实验 (2)实验二、柏努利实验 (19)实验四、对流传热实验 (25)实验五、板框压滤机过滤常数的测定 (39)实验六、离心泵特性曲线实验 (48)实验七、干燥实验 (56)实验十、填料式精馏塔的操作 (71)实验十二、振动筛板萃取实验 (80)中南大学化工原理实验报告化学化工院院系专业班级姓名学号同组者实验日期年月日指导教师篇二：溶解热的测定实验报告溶解热的测定实验报告姓名/学号：何一白/2012011908 班级：化22 同组实验者姓名：苏剑晓实验日期：2014年12月4日提交报告日期：2014年12月10日带实验的老师姓名：王溢磊1 引言（简明的实验目的/原理）1.1 实验目的1.测量硝酸钾在不同浓度水溶液的溶解热，求硝酸钾在水中溶解过程的各种热效应。
2.掌握量热装置的基本组合及电热补偿法测定热效应的基本原理。
3.复习和掌握常用的测温技术。
1.2 实验原理物质溶于溶剂中，一般伴随有热效应的发生。
盐类的溶解通常包含着几个同时进行的过程：晶格的破坏、离子或分子的溶剂化、分子电离（对电解质而言）等。
热效应的大小和符号决定于溶剂及溶质的性质和它们的相对量。
在热化学中，关于溶解过程的热效应，需要了解以下几个基本概念。
溶解热在恒温恒压下，溶质B溶于溶剂A(或溶于某浓度溶液)中产生的热效应，用?solH表示。
摩尔积分溶解热在恒温恒压下，1mol溶质溶解于一定量的溶剂中形成一定浓度的溶液，整个过程产生的热效应。
用?solHm表示。
solHmsolH（1）nB式中, nB为溶解于溶剂A中的溶质B的物质的量。
摩尔微分溶解热在恒温恒压下，1mol溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应，以(solHH)T,P,nA表示，简写为(sol)nA。
?nB?nB稀释热在恒温恒压下，一定量的溶剂A加到某浓度的溶液中使之稀释，所产生的热效应。
摩尔积分稀释热在恒温恒压下，在含有1mol溶质的溶液中加入一定量的溶剂，使之稀释成另一浓度的溶液，这个过程产生的热效应，以?dilHm表示。
中南大学物理化学第七章 作业解答解剖
解： 由4个基元反应可得总反应为 ：
2CH 4 C2H6 H2
反应速率可用三种物质的浓度变化表示，它们的关系如下 ：
r 1 dcB - 1 d[CH 4 ] d[C2H6 ] d[H2 ]
B dt 2 dt
dt
dt
根据稳态法得：
（1）
d[H dt
]
k1[CH 4
]
k2[CH 3 ][CH 4
k1k2k3 k4
2
3
[CH4 ]2
(8')
或由题给4个基元反应得：
d[CH dt
4
]
k4[H
][CH 3
]
k1[CH
4
]
k2 [CH 3
][CH
4
]
k3[H
][CH
4
]
把（5）式和（7）式代入上式得：
1
d[CH 4 ] dt
2
k1k2k3 k4
2
3
[CH 4 ]2
1
反应速率为
r
1 2
d[CH4 ] dt
/
min
计算结果表明，k1基本为常数，可见反应确为一级反应。
13、反应 Co(NH3 )5 F 2 H 2O H Co(NH3 )5 (H 2O)3 F 被酸 催化。若反应速率方程为：
r = k[Co（NH3）5F2+]α[H+]β 在一定的温度及初始浓度条件下，测得的分数寿期如下：
[Co（NH3）5F2+]0 [H+]0
pt
(66.66
1 0.319)kPa 2
66.82kPa
当10min时， x p01 exp(k1t) 16.68kPa
物理化学试验室试验内容
液体饱和蒸气压的测定
4
验证
该实验通过不断调节液体内部压力，测定该液体在不同压力下的沸点。根据
1
Clapeyon-Clausius方程，T和lg p做图可得一条直线，求直线的斜率，计算出被 测液体的摩尔蒸发热(△Hm)。
5
一级反应一蔗糖的转化
4
综合
本实验要配制10%的蔗糖溶液，取一定体积的蔗糖溶液加入浓度为4mol/L的盐 酸溶液，此时蔗糖开始水解，转化成葡萄糖和果糖。用旋光仪测定不同时间蔗糖 和盐溶液的比旋光度，利用Ig(at-a^)对时间t做图，计算蔗糖溶液的半衰期。
4
醋酸电离常数的测定
4
综合
学习醋酸溶液的配制，酸度计的使用和测定原理，醋酸电离常数的测定 原理和方法。
5
溶度积常数的测定
4
综合
溶度积常数的概念及意义，电导率法测定难溶电解质的溶度积常数的原 理和方法。
6
含铭工业废水的处理
4
综合
掌握利用化学还原法处理含铭工业废水的原理和方法，学习分光光度计 的使用。
7
11
HCl及NaOH标准溶液的配制及标 定
2
验证
学习HCl及NaOH标准溶液的配制方法、标定原理和准确浓度测定。
12
混合碱中各组分含量的测定
4
综合
学习HCl及NaOH标准溶液的配制与标定，掌握双指示剂法测定混合碱的 组成及含量的原理。
13
混合酸中各组分含量的测定
3
综合
掌握双指示剂滴定磷酸及盐酸的混合溶液中各组分的含量。
8
阿司匹林的合成
3
综合
由乙酸酐和水杨酸合成阿司匹林的原理及操作方法。
9
甲基橙的制备
中南大学大学物理实验报告答案大全+实验数据+思考题答案
∆I = I × 1.5%
max
，得到
V ∆U = 0.15V , U ∆ = 0.075 ； ∆I = 0.075mA, ∆I = 0.75mA ；
2 1 2
∆U
(3) 再由
2
∆I + ( 3I )
2
= uR
R
( 3V
u
，求得
R1
)
= × 1 , u = R2 9 10 Ω 1Ω ； (44 1) ± Ω
(2) 照度与光电流的关系 L /cm 1/L
2
20.0 0.002 5 19.97
25.0 0.001 6 12.54
30.0 0.001 1 6.85
I /µ A
25 20 15 10 5 0 -10 0 10 20 30 40 50
伏安特性曲线
照度与光电
流曲线 (3) 零电压下的光电流及截止电压与照度的关系
0
λ 0 x λ0
−
其中
2
(
)
⎤ ⎡ ∂ + (a b)sin ϕ
u(λ) = =
1 600 ×
⎢ ⎣
∂ϕ
�
× × . cos15 60 180 092
u ϕ⎥ = a+ ϕ ( ) ( b) | cosϕ | u( ) ⎦ π
=0.467nm ; U =2×u(λ) =0.9 nm
1.
最后结果为: λ=(433.9±0.9) nm 当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?并 请说明理由。 答：由(a+b)sinφ=kλ ∵φ最大为 90º 又∵a+b=1/500mm=2*10 m，
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中南大学物理化学实验14. 2 分 (8414)为测定物质在600～100℃间的高温热容, 首先要精确测量物系的温度。
此时测温元件宜选用： ( D )(A) 贝克曼温度计 (B) 精密水银温度计 (C) 铂-铑热电偶 (D) 热敏电阻11. 2 分 (8457)对旋光度不变的某样品, 若用长度为10 cm, 20 cm的旋光管测其旋光度, 测量值分别为a1,a2, 则： ( B )(A) a1=２a2 (B) ２a1=a2(C) a1=a2 (D) a1≠a227. 2 分 (8554)在电导实验测定中，需用交流电源而不用直流电源其原因是： ( A )(A) 防止在电极附近溶液浓度发生变化 (B) 能准确测定电流的平衡点(C) 简化测量电阻的线路 (D) 保持溶液不致升温28. 1 分 (8556)测量溶液的电导时, 应使用： ( B )(A) 甘汞电极 (B) 铂黑电极 (C) 银—氯化银电极 (D) 玻璃电极29. 1 分 (8557)用电导法可以测量下列哪种溶液的平衡电离常数? ( B )(A) CH3COONa (B) CH3COOH (C) CH3CH2OH (D) H2SO4(稀)37. 5 分 (8552)测定电解质溶液的电导常用 __惠斯顿交流电桥________ 法，电导池常数的定义是 ____ K cell= l/A_____ ，它的测定方法是由交流电桥测已知电导率溶液的电阻得R，1/R = k/K cell。
38. 2 分 (8555)对溶液电导的测量时，由于离子在电极上放电，会产生极化现象，因此通常都是用较高 ___频率____ 的 __交流_____ 电桥来测量的，所用的电极均镀以 ___铂黑____ 以减少极化作用。
43. 10 分 (8413)现要安装一个50℃以下的恒温水槽, 应如何考虑下列问题：①需要有哪些部件?② 如何配置恒温槽各部件?③恒温槽放在20℃的实验室内, 欲控制25.0℃的恒温温度。
恒温槽在25.0℃时的散热速率是0.060℃·min-1, 恒温槽内盛水10.0 dm3, 问应使用多少瓦的控温加热器为好? 己知1 dm3水为1000 g , 水的热容为4.184 J·g-1·K-1。
④若恒温槽控制的温度略低于室温, 应采取什么措施才能达到恒温目的(不用现成的致冷仪器)?答:(1)玻璃缸一个, 加热器一个(功率恰当), 水银温度计一根( 50℃以下, 1/10刻度精度), 水银导电表(至少50℃以下)一个, 搅拌器一个, 继电器一个, 调压变压器(功率与加热器相当)一个。
(2.5分)(2)搅拌器与加热器靠近, 以迅速传递热量使浴槽温度均匀。
温度计与水银导电表靠近并尽量放置在恒温槽要使用的区间周围, 以便使用区间的恒温温度控制好。
部件的安放要注意恒温槽的横截面, 亦要注意深度。
(2.5分)(3)0.060/60×10.0×1000×1.0×4.184 »42 W 。
加热器功率为 42 W与散热速率匹配。
(2.5分)(4)需在恒温槽内放置金属(传热好)蛇形管, 管内通温度较低的冷却水, 冷却水带走的热量要比室温传给恒温槽的热量多, 再用小功率的加热器由水银导电表及继电器控温, 以达到低于室温的恒温。
(2.5分)45. 10 分 (8452)已知某物质的相对分子质量为 146, 它溶于环己烷中, 但不知道它在环己烷中是以单体还是二聚体，或两者的平衡状态存在。
请提出一种实验方法, 对该物质在环己烷中的存在状况作出判断（需说明方法、需已知和测定的数据）。
答:可用凝固点降低测相对分子质量(或摩尔质量)的方法。
公式：M B= K f W B/△T f W A计算M B (4分) 需知道环己烷的凝固点降低常数K f，测纯环己烷的凝固点 (T1) 和已知溶剂质量W A和溶质质量W B的溶液的凝固点 (T2)。
若M B算得为 146 则为单体存在，若为 292，则为二聚体存在，若在 146 - 292 之间则为两者平衡存在。
47. 10 分 (8551)强电解质稀溶液符合∧m= ∧ - A c1/2规律，请设计一个实验方案，以求出KNO3稀溶液的∧m与c的具体函数关系式（写明实验方法原理，测定线路及主要测定步骤）。
[答]测定线路：（如图） (3分) 原理： 1/R = k /K cell，得k∧m= k/c作图∧m对得截距a = ∧斜率为 -A 步骤：(1) 测K cell (2) 测R1. 2 分 (8542)在氨基甲酸铵分解反应的实验装置中采用等压计, 其中封闭液的选择对实验结果颇有影响, 为减少封闭液选择不当所产生的实验误差及提高实验测定的灵敏度, 下列各液体中宜选用： ( )(A) 水(B) 液体石蜡(C) 硅油(D) 汞物理化学实验试卷41. 2 分 (8542) 在氨基甲酸铵分解反应的实验装置中采用等压计, 其中封闭液的选择对实验结果颇有影响, 为减少封闭液选择不当所产生的实验误差及提高实验测定的灵敏度, 下列各液体中宜选用： (C ) (A) 水 (B) 液体石蜡 (C) 硅油 (D) 汞2. 2 分 (8558) 电导率仪在用来测量电导率之前, 必须进行： ( D)(A) 零点校正 (B) 满刻度校正 (C) 定电导池常数 (D) 以上三种都需要3. 2 分 (8464) 在20℃室温和大气压力下，用凝固点降低法测摩尔质量, 若所用的纯溶剂是苯, 其正常凝固点为5.5℃, 为使冷却过程在比较接近平衡的情况下进行, 作为寒剂的恒温介质浴比较合适的是： ( A) (A) 冰-水 (B) 冰-盐水 (C) 干冰-丙酮 (D) 液氮5. 2 分 (8655) 极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的： ( B)(A) 电阻 (B) 浓差极化的形成 (C) 汞齐的形成 (D) 活化过电位7. 2 分 (8905) 实验室常用的气体钢瓶颜色分别是： ( B)(A) N2瓶蓝色, H2瓶黑色, O2瓶绿色 (B) N2瓶黑色, H2瓶绿色, O2瓶蓝色(C) N2瓶绿色, H2瓶黑色, O2瓶蓝色 (D) N2瓶黑色, H2瓶蓝色, O2瓶绿色8. 2 分 (8714) 蔗糖水解反应为:C12H22O11+H2O CH+⎯→⎯6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)下列说法正确的是： (D )(A) 该反应为复杂反应, H+为催化剂 (B) 该反应为一级反应, H2O不参加反应(C) 该反应为二级反应, H2O在反应前后浓度不变(D) 该反应为一级反应, H2O在反应前后浓度变化很小9. 2 分 (8890) 开启气体钢瓶的操作顺序是： (B ) (1) 顺时针旋紧减压器旋杆； (2) 反时针旋松减压旋杆；(3) 观测低压表读数；(4) 观测高压表读数； (5) 开启高压气阀(A) 5─4─3─1 (B) 2─5─4─1─3(C) 1─5─4─2─3 (D) 2─5─112. 2 分 (8630) 饱和标准电池在20℃时电动势为： (A )(A) 1.01845 V (B) 1.01800 V (C) 1.01832 V (D) 1.01865 V16 /用电泳实验可测量胶体的哪种电位? B( )(A) 接界电位 (B) Zeta电位 (C) 双电层电位 (C) 浓差电位二、填空题 ( 共 9题 18分 )17. 2 分 (8753) 某同学用分光光度计测定一溶液的吸光度，测定时用两个相同厚度的比色皿,一个盛纯水,一个盛测定液，在固定温度及波长下，得到测定值的透光率为 102％, 仪器正常, 仪器操作及读数无误，出现这种现象的可能原因是[答] 比色皿不洁，盛水的比色皿的透明度比盛测定液的差；若两个比色皿均清洗干净则是两个比色皿不配套，两者的材料的透明度不同。
18. 2 分 (8703) 在化学动力学实验中，测定反应中某反应物的反应级数常采用的方法, 此法称为 ____________ 法。
19. 2 分 (8914) 测定20─60℃范围某纯液体的饱和蒸气压, 估计其数值在5.33─61.33 kPa之间, 压力测量若用两开口的 U 形管水银压力计, 则管长不能小于__________; 若改用一端封闭, 一端开口的 U 形管水银压力计, 则管长不能小于______________。
20. 2 分 (8864) 压力在1.333×10-1～1.333×10-3 Pa 的体系为 __________ 体系。
用抽空装置可以达到此真空要求。
21. 2 分 (8561) 希托夫法是根据电解前后两电极区_____________ 的变化来计算离子的迁移数。
23. 2 分 (8609) 以补偿法用电位差计测定可逆电池的电动势时，电位差计上的接触按钮键（其作用是使标准化或测量电路呈通路或断路）只能瞬间接通。
若接通时间长将引起电极_________ ，其后果是。
24. 2 分 (8555) 对溶液电导的测量时，由于离子在电极上放电，会产生极化现象，因此通常都是用较高 _______ 的 _______ 电桥来测量的，所用的电极均镀以 _______ 以减少极化作用。
25. 2 分 (8859) 用热电偶测量温度时所产生的温差电势只与有关，而与热电偶金属丝的________________ 无关, 因此用热电偶测量温度时必须保持____________ 恒定, 才能准确测量体系的温度。
三、问答题 ( 共 5题 50分 )26. 10 分 (8502) 测定萘-苯的固液二组分相图，请写出所需仪器、实验步骤。
注：苯的凝固点是5.5℃，萘的凝固点是80℃。
27. 10 分 (8412) 某种不可燃固体物质, 加热可使它分解成为另一种固体和一种气体, 请设计一个实验以测定上述分解反应的ΔH∃和ΔS∃, 简要叙述实验方法和所依椐的热力学原理, 不必绘出实验装置图。
28. 10 分 (8759) 说明用什么物理量才能比较物质本身的吸光性能、旋光性能、折光性能和导电性能（指电解质）的大小，并说明每一物理量的物理意义。
29. 10 分 (8405) 某研究所，需要测定牛奶样品的热值，请提出所需仪器及实验步骤。
30. 10 分 (8860) 用比重瓶在恒温条件下测定液体密度的实验中，一般都忽略了称空比重瓶时瓶中所含空气的质量，即称空瓶实际是称的空瓶加瓶中的空气，把瓶加瓶中空气的质量作为空瓶质量处理。
若要作精确测定，如何能消除这一因素产生的误差。
18. 2 分 (8703) [答] 除浓度外，其它条件一定时，使反应物 [A] >> [B]，测定对 B 之反应级数；孤立法（隔离法）19. 2 分 (8914) [答] 720 mm (1分) 460 mm (1分)20. 2 分 (8864) [答] 高真空机械真空泵和扩散泵联合21. 2 分 (8561) [答] 电解质数量22. 2 分 (8867) [答] 14.023. 2 分 (8609) [答] 极化现象产生；测定电池体系离开平衡状态，测得的电动势值不正确。