物理化學實驗

前言

　　本教材是依據(jù)《高等學?；瘜W專業(yè)基本培養(yǎng)規(guī)格和教學基本要求》，為化學化工類專業(yè)以及材料、環(huán)境、生物等近化學專業(yè)本科教學編寫的一本物理化學實驗教材。本教材以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強能力”的教學指導思想為原則，介紹了物理化學實驗的基本原理、實驗方法與基礎(chǔ)實驗技能操作以及數(shù)據(jù)的處理等，共編人了19個典型的有代表性的基礎(chǔ)實驗和13個綜合實驗。　　本教材不僅選用了一些典型的基礎(chǔ)物理化學實驗，還結(jié)合了武漢理工大學的專業(yè)特色，編寫了一些與材料科學和環(huán)境科學研究密切、內(nèi)容新穎的應用型實驗，如熱導式量熱計測定化學反應焓變、臨界膠束濃度的測定、雙液體系法測定固體的表面能、微粉的制備及其表面電性質(zhì)的測定等。此外，為了培養(yǎng)鍛煉學生獨立設計實驗的能力和解決問題的能力，還選編了7個設計性實驗。在實驗裝備的選型和實驗內(nèi)容的設計上，選用了近幾年出現(xiàn)的一些新型實驗設備，如等溫量熱計、接觸角測定儀等。　　本書的知識結(jié)構(gòu)框架和實驗項目由李曦、魏明坤兩位教授選定，內(nèi)容主要由李曦、胡善洲兩位教師編寫完成，武漢理工大學化學系的吳慶余、王雪飛、楊玉芹、劉鵬、鄧伯華、陳峰、魏登貴、董玉林、王蘋、李全華、閔新民、吳春蕓、劉丹、杜小弟等老師以及何康、張志軍等研究生參加了部分實驗項目的編寫或校對，同時吸收了本校和兄弟院校老師一些經(jīng)驗和成果并參閱了國內(nèi)外出版的有關(guān)教材和資料，在此一并表示感謝。　　由于編者水平有限，成稿時問倉促，書中難免存在錯誤，衷心希望同行和教材使用者們提出寶貴的意見。

內(nèi)容概要

　　《物理化學實驗》不僅選用了一些典型的基礎(chǔ)物理化學實驗，還結(jié)合了武漢理工大學的專業(yè)特色，編寫了一些與材料科學和環(huán)境科學研究密切、內(nèi)容新穎的應用型實驗，如熱導式量熱計測定化學反應焓變、臨界膠束濃度的測定、雙液體系法測定固體的表面能、微粉的制備及其表面電性質(zhì)的測定等。

書籍目錄

1  物理化學實驗的目的和基本要求
2  物理化學實驗中的誤差及數(shù)據(jù)處理
  2.1  誤差的分類
  2.2  誤差的表示方法
  2.3  可疑值的舍棄
  2.4  精確度與準確度
  2.5  有效數(shù)字
  2.6  數(shù)據(jù)處理
  2.7  實驗數(shù)據(jù)的誤差分析
3  溫度測量技術(shù)
  3.1  溫標
  3.2  常用溫度計
  3.3  溫度控制
4  氣壓測量與真空技術(shù)
  4.1  氣壓計
  4.2  真空
5  物理化學基礎(chǔ)實驗
  實驗1  溶解焓的測定
  實驗2  燃燒焓的測定
  實驗3  液體飽和蒸氣壓的測定
  實驗4  凝固點降低法測摩爾質(zhì)量
  實驗5  I2分配系數(shù)和I-3不穩(wěn)定常數(shù)的測定
  實驗6  步冷曲線法繪制二元合金相圖
  實驗7  液系的氣-液平衡相圖
  實驗8  溶液電導及乙酸解離常數(shù)的測定
  實驗9  原電池電動勢和溶液pH值的測定
  實驗10  鐵的極化曲線的測定
  實驗11  溶液表面張力的測定及等溫吸附
  實驗12  臨界膠束濃度(CMC)的測定
  實驗13  膠體制備及電泳
  實驗14  沉降分析
  實驗15  蔗糖的轉(zhuǎn)化
  實驗16  皂化反應速率常數(shù)及其活化能的測定
  實驗17  磁化率的測定
  實驗18  稀溶液法測偶極矩
  實驗19  黏度法測定高聚物的相對分子量
6  物理化學綜合實驗
  實驗1  差熱分析
  實驗2  熱導式量熱計測定化學反應的焓變
  實驗3  熱化學方法測定Ba2+與冠醚的結(jié)合常數(shù)
  實驗4  碳酸鈣的熱分解
  實驗5  電動勢法測定溶度積和熱力學函數(shù)
  實驗6  電勢-pH圖繪制
  實驗7  雙液體系法測定固體的表面能
  實驗8  聚合物的制備及其表面潤濕性質(zhì)的測定
  實驗9  TiO2微粉的制備及其表面電性質(zhì)的測定
  實驗10  季銨鹽型Gemini表面活性劑的合成及性能測定
  實驗11  Ag+催化S2Oi2+與Cr件反應的動力學
  實驗12  B-Z振蕩反應
  實驗13  氣相色譜法測定稀溶液的活度因子
7  物理化學設計實驗
  實驗1  食物熱量的測定
  實驗2  電導法測難溶鹽的溶度積
  實驗3  生活用水電導率的測定
  實驗4  鋁鹽對污水中磷吸附的動力學研究
  實驗5  丙酮碘化反應
  實驗6  鄰菲咯啉銅配合物的制備及其與DNA作用的電化學研究
  實驗7  四氧化三鐵納米粒子的合成及其磁性研究
附表
  附表1  基本物理常數(shù)
  附表2  國際單位制中具有專用名稱的導出單位
  附表3  IUPAC推薦的五種標準緩沖溶液的pH值
  附表4  不同溫度下水和乙醇的折射率(相對于空氣)
  附表5  不同溫度下水的表面張力y和黏度η
  附表6  不同溫度下幾種常見純液體的密度(kg/m3)
  附表7  一些液體的蒸氣壓
  附表8  標準還原電極電勢
  附表9  不同溫度下水的飽和蒸氣壓
  附表10  KCl溶液的電導率(S·cm-1)
  附表11  鉑銠-鉑熱電偶分度表(參考端溫度為0℃)
  附表12  銅-康銅熱電偶分度表(參考端溫度為0℃)
  附表13  鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表(參考端溫度為0℃)
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　物理化學實驗是物理化學課程的重要組成部分。作為化學實驗科學的重要分支，物理化學實驗是化學化工類專業(yè)以及材料類專業(yè)學生必修的基礎(chǔ)實驗課?！　∥锢砘瘜W實驗作為一門獨立的基礎(chǔ)實驗課，其基本任務是：　?。?）使學生初步了解物理化學的研究方法，掌握物理化學的基本實驗技能，學會重要的物理化學性能測定，熟悉物理化學實驗現(xiàn)象的觀察和記錄、實驗條件的判斷和選擇、實驗數(shù)據(jù)的測量和處理、實驗結(jié)果的分析和歸納等一套嚴謹?shù)膶嶒灧椒ǎ囵B(yǎng)邏輯思維能力?！　。?）幫助學生理解和運用理論知識，鞏固并加深對物理化學基本原理和概念的理解，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的科學素養(yǎng)。　?。?）通過具體實驗，使學生了解和熟悉常用儀器的構(gòu)造、原理和使用方法，了解大型儀器的性能及其在生產(chǎn)、教學、科學研究中的應用，并為以后的工作、學習、科學研究打下堅實的基礎(chǔ)?！　∥锢砘瘜W實驗主要包含基本常識與要求、化學熱力學、化學動力學、電化學、表面及膠體化學和物質(zhì)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容?！　榱耸箤W生做好每一個實驗，并通過實驗幫助他們掌握理論知識和實驗技能，樹立理論聯(lián)系實際、實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度。要求學生做到以下幾點：　?。?）課前預習實驗。預習是做好實驗的關(guān)鍵，學生在實驗前要充分預習，了解實驗目的、原理、儀器使用方法和實驗操作過程及其相互之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上寫出預習報告，其內(nèi)容包括實驗目的和原理、簡單的實驗步驟和原始數(shù)據(jù)記錄表格?！　。?）實驗過程中認真觀察實驗現(xiàn)象，如實規(guī)范地記錄實驗數(shù)據(jù)。要求學生積極思考，力求做到及時發(fā)現(xiàn)、分析和解決實驗中出現(xiàn)的各種問題。實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄必須真實、準確，不能隨意涂抹數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄要表格化，字跡要整齊、清楚，保持一個良好的記錄習慣。實驗完畢后，實驗原始數(shù)據(jù)須經(jīng)老師簽字后，才可離開。　?。?）正確書寫實驗報告。要求學生根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，并應按照實驗的具體要求以圖、表或規(guī)定格式完成。同時，學生應對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行合理的分析和解釋，并寫出相應實驗的心得體會。

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