《物理化学实验(1、2)》实验教学大纲
发布人:系统管理员  发布时间:2014-09-18   浏览次数:3

 课程编号17121342                                       大纲执笔人:白同春

课程名称:物理化学实验(12                  大纲审批人:卞国庆
英文名称Experiment of Physical Chemistry
课程学时126学时                                                  实验学时:126学时
实验课性质:独立设课
适用专业:应用化学专业
 
一、本课程实验教学目的与要求
目的是使学生初步了解物理化学实验的研究方法,掌握物理化学实验的基本实验技术和技能,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择,实验数据的测量和处理,实验结果的分析和归纳等一整套严谨的实验方法,从而加深对物理化学基本理论的理解,增强解决实际物理化学问题的能力。
 
二、主要仪器设备及现有台套数
1、常规玻璃仪器
若干
12、数字阿贝测定仪
 
2、电子天平
4
13、pH计
5
3、凝固点测定仪
5
14、古埃磁天平
4
4、分光光度计
5
15、电泳测定装置
5
5、燃烧热测定装置       
5
16、表面张力测定装置
5
6、UJ-25电位差计
4
17、电容测定仪
5
7、数字电位差计
4
18、数字电导率仪
5
8、黏度测定装置
5
19、旋光仪
5
9、饱和蒸汽压测定装置
5
20、恒电位仪
6
10、双液系相图测定装置
5
21、DSC及数据处理终端
1
11、紫外分光光度计
2
22、分子模拟软件与计算机
4
 
三、实验课程内容和学时分配
实验课程内容和学时分配
 
序号
实验项目
名称
目 的 要 求
学时分配
实验类型
每组人数
必开/
选开
1
凝固点降低法测定摩尔质量
加深对稀溶液依数性质的理解;掌握溶液凝固点的测量技术;用凝固点降低法测定萘的摩尔质量
6
基础性
1
必开
2
热分析
用热分析仪器测定CuSO4.5H2O在程序升温过程的热性质。
6
基础性
1
必开
3
燃烧热的测定
掌握燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系;熟悉热量计的主要部件的原理及作用,掌握氧弹热量计的实验技术;用氧弹热量计测定苯甲酸和萘的燃烧热,学会雷诺校正方法
6
基础性
1
必开
4
纯液体饱和蒸汽压的测定
明确纯液体饱和蒸汽压的定义和气-液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸汽压和温度的关系;用数字真空计测定不同温度下环己烷的饱和蒸汽压,初步周围低真空实验技术;学会以图解法求平均摩尔汽化热与正常沸点
6
基础性
1
必开
5
甲基红离解常数的测定
学会以分光光度法测定物质的浓度及混合物的浓度,并由此标出甲基红离解平衡常数;掌握722752)分光光度计的测定原理及使用方法
4
基础性
1
必开
6
双液系的气-液平衡相图
制在下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图,了解相图和相律的基本概念;掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法;掌握用折光率确定二元液体的组成的方法
6
基础性
1
必开
7
电导法测定醋酸的电离常数
通过醋酸溶液电导的测定,计算醋酸的电离平衡常数,了解电导仪测定原理和方法,掌握电导率仪的使用方法。
4
基础性
1
必开
8
原电池电动势的测定
通过测量铜锌电池的电动势和铜锌电极的电极电位,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位差计的测量技术,加深对可逆概念的理解,并从可逆电池电动势计算热力学函数。
4
基础性
1
必开
9
电势-pH曲线的测定
通过测量Fe3+/Fe2+EDTA络合体系在不同pH条件下的电极电势,并绘制电势-pH曲线,使学生了解电势-PH图的意义及应用,掌握电极电势,电池电动势和pH的测量原理和方法。
4
基础性
1
必开
10
纯铁在1mol.dm-3的硫酸中的极化曲线的测定
测定碳钢在1mol.dm-3的硫酸溶液中的阴极极化与阳极极化,并绘制极化曲线,通过实验作出lgIE图,并验证Tafel经验公式,使学生掌握恒电位仪的测量原理和实验方法。
4
基础性
1
必开
11
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
通过测量蔗糖转化反应时旋光度变化求算其反应的速率常数与半衰期,使同学了解该反应的反应浓度与旋光度之间的关系,了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法。
6
基础性
1
必开
12
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的反应速率常数
用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的反应速率常数,通过本实验使学生掌握测定反应体系电导的实验方法,并了解二级反应的特点和加深反应级数、反应速率及反应活化能等动力学的基本概念。
4
基础性
1
必开
13
最大泡压法测定溶液的表面张力
测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积,使学生了解表面张力的性质,表面自由能的意义以及表面张力和吸附的关系,掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术。
4
基础性
1
必开
14
电泳
掌握电泳法测定ζ电势的原理和技术;加深理解电泳是胶体中液相和固相在外电场作用下相对移动而产生的电性现象。
4
基础性
1
必开
15
粘度法测定高聚物的分子量
用粘度法测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均相对分子质量,通过本实验使学生掌握用乌贝路德粘度计测定粘度的实验方法,并了解溶剂、温度、浓度对粘度的影响。
4
基础性
1
必开
16
溶液吸附法测定固体比表
面积
用次甲基蓝水溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面积,使学生通过实验了解朗谬尔单分子吸附层吸附理论及溶液法测定比表面积的基本原理,进一步掌握分光光度计的使用方法。
4
综合性
1
必开
17
络合物的磁化率结构测定
用古埃磁天平法测定顺磁性质物质的磁化率,推算其不成对电子数,并判断这些分子的配键类型。通过本实验使学生了解并掌握古埃磁天平测定磁化率的实验原理和技术,并了解物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的磁化现象。
4
综合性
1
必开
18
摩尔折射度的测定
测定某些化合物的折射率和密度,并求算这些化合物、基团或原子的折射度并判断分子中原子的连接形式。使学生掌握阿贝折射仪的使用方法和应用比重管测定液体密度
4
基础性
1
必开
19
偶极矩的测定
通过偶极矩的测定可以了解分子的对称性、电子云分布,并判断其立体结构。本实验用溶液法测定CH3CI的偶极矩,供学生掌握溶液法测量偶极矩的主要实验技术,从而熟悉分子电性质的概况。
4
综合性
1
必开
20
分子结构与光谱性质的计算机模拟
熟悉使用ChemOffice化学工具软件包、Gaussian计算软件和EditPlus编辑软件。掌握红外光谱的理论计算方法
6
综合性
2
选开
 
物理化学实验理论讲座
 
序号
项目名称
目 的 要 求
学时
分配
必开/选开
1
绪论
1,物理化学实验的目的要求 2,物理化学实验的安全防护 3,实验数据误差 4,实验数据表达
6
必开
2
物理常数测定(一)
了解密度、熔点、沸点、凝固点等的测定原理和测定方法
3
必开
3
物理常数测定(二)
了解燃烧热、饱和蒸汽压、旋光度、黏度等的测定原理及测定方法
3
必开
4
物理常数测定(三)
了解折光指数、电导率、介电常数等的测定原理及测定方法
3
必开
5
物理常数测定(四)
了解磁化率、比表面积、表面张力等的测定原理及测定方法
3
必开
6
热化学测量技术
结合物理化学实验的需要对温标和温度计作一简单介绍,讨论热焓的测量方法、热分析技术以及热容的测定
3
必开
7
电化学测量技术
了解电化学测两在物理化学实验中的重要地位,测量电解质溶液的物理化学性质,包括电导、离子迁移等、氧化-还原体系的特性及电极过程的热力学参数等
3
必开
8
大型仪器讲座
了解诸如SEM、TEM及XRD等常用大型仪器的测定原理及在化学化工研究、生产中的应用
4
必开
9
计算机模拟技术
计算机模拟软件介绍
4
必开
10
物理化学实验操作问题讨论
对物理化学实验中的实验操作、技能技巧等问题与学生进行讨论
4
必开
 
四:实验项目的内容和要求
1、 实验项目名称:凝固点降低法测定摩尔质量
实验内容:用凝固点降低法测定萘的摩尔质量
实验要求:加深对稀溶液依数性质的理解;掌握溶液凝固点的测量技术,掌握步冷曲线的制作。
2、 实验项目名称:热分析
实验内容:用热分析仪器测定CuSO4.5H2O在程序升温过程的热性质。
实验要求:了解DSC热分析仪器的测定原理、方法和步骤,DSC数据处理方法,CuSO4.5H2O在程序升温过程的热失水机理。
3、 实验项目名称:燃烧热的测定
实验内容:用氧弹热量计测定苯甲酸和萘的燃烧热。
实验要求:掌握燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系;熟悉热量计的主要部件、原理及作用,掌握氧弹热量计的实验技术;学会雷诺校正方法
4、 实验项目名称:纯液体饱和蒸汽压的测定
实验内容:测定不同温度下环己烷的饱和蒸汽压。
实验要求:明确纯液体饱和蒸汽压的定义和气-液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸汽压和温度的关系;掌握低真空实验技术;掌握蒸气压测定技术。
5、 实验项目名称:甲基红离解常数的测定
实验内容:分光光度法测定甲基红离解物质的浓度,测定甲基红离解平衡常数。
实验要求:掌握分光光度计的测定物质浓度的方法,了解平衡常数的测定方法和计算过程。
6、 实验项目名称:双液系的气-液平衡相图
实验内容:绘制在常压下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。
实验要求:了解相图和相律的基本概念,掌握测定双组分液体的沸点及沸点随压强变化的测定方法,掌握用折光率分析二元系液体组成的方法,相图绘制过程。
7、 实验项目名称:电导法测定醋酸的电离常数
实验内容:通过醋酸溶液电导的测定,计算醋酸的电离平衡常数。
实验要求:了解电导仪测定原理和方法,掌握电导率仪的使用方法,由电导测定电离平衡的过程。
8、 实验项目名称:原电池电动势的测定
实验内容:利用可逆电池电动势的测量方法,测量铜锌电池的电动势,求铜锌电极的电极电位。
实验要求:学会电极的制备方法和电位差计的测量技术,加深对可逆概念的理解,并从可逆电池电动势计算热力学函数。
9、 实验项目名称:电势-pH曲线的测定
实验内容:通过测量Fe3+/Fe2+-EDTA络合体系在不同pH条件下的电极电势,并绘制电势-pH曲线。
实验要求:使学生了解电势-PH图的意义及应用,掌握电极电势,电池电动势和pH的测量原理和方法。
10、实验项目名称:纯铁在1mol.dm-3的硫酸中的极化曲线的测定
实验内容:测定碳钢在1mol.dm-3的硫酸溶液中的阴极极化与阳极极化,并绘制极化曲线,通过实验作出lgI-E图,并验证Tafel经验公式
实验要求:使学生掌握恒电位仪的测量原理和实验方法,了解超电位的概念。
11、实验项目名称:旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
实验内容:旋光法测定蔗糖在酸催化条件下的水解反应速率常数和半衰期。
实验要求:了解化学反应动力学参数的测定原理和方法,了解旋光仪的基本原理,和使用方法。
12、实验项目名称:电导法测定乙酸乙酯皂化反应的反应速率常数
实验内容:用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的反应速率常数。
实验要求:掌握电导测定方法,了解二级反应动力学的特点,动力学参数的测定方法,加深对反应级数、反应速率及反应活化能等基本概念的理解。
13、实验项目名称:最大泡压法测定溶液的表面张力
实验内容:用最大泡压法测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积。
实验要求:使学生了解表面张力的性质,表面自由能的意义以及表面张力和吸附的关系,掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术。
14、实验项目名称:电泳
实验内容:用电泳法测定氢氧化铁溶胶的ζ电势。
实验要求:掌握电泳法测定ζ电势的原理和技术;加深理解胶体粒子电学性质,理解电泳是胶体中液相和固相在外电场作用下相对移动而产生的电性现象。
15、实验项目名称:粘度法测定高聚物的分子量
实验内容:用粘度法测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均相对分子质量。
实验要求:掌握乌氏粘度计的使用原理和实验方法,并了解溶剂、温度、浓度对粘度的影响,掌握高分子分子量的粘度测定方法。
16、实验项目名称:溶液吸附法测定固体比表面积
实验内容:用次甲基蓝水溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面积。
实验要求:了解朗谬尔单分子吸附层吸附理论,溶液法测定比表面积的基本原理,进一步掌握分光光度计的使用方法。
17、实验项目名称:络合物的磁化率结构测定
实验内容:用古埃磁天平法测定顺磁性质物质的磁化率,推算其不成对电子数,并判断这些分子的配键类型。
实验要求:了解并掌握古埃磁天平测定磁化率的实验原理和技术,并了解物质的结构与外磁场作用下的磁化现象的关系,了解测定物质结构的方法。
18、实验项目名称:摩尔折射度的测定
实验内容:测定某些化合物的折射率和密度,并求算这些化合物、基团或原子的折射度并判断分子中原子的连接形式。
实验要求:掌握阿贝折射仪的使用方法,比重管测定液体密度的方法。了解物质的结构与摩尔折射度的关系,物质结构的一种研究方法。
19、实验项目名称:偶极矩的测定
实验内容:用溶液法测定CH3Cl的偶极矩
实验要求:偶极矩的测定可以了解分子的对称性、电子云分布,并判断其立体结构。掌握溶液法测量偶极矩的主要实验技术,熟悉分子电性质。
20、实验项目名称:分子结构与光谱性质的计算机模拟
实验内容:量子化学方法模拟计算苯甲醛的分子结构、红外光谱
实验要求:初步了解量子化学模拟方法,熟悉相关软件的使用以及模拟技术。
 
五、考核方式
1、实验报告:
内容包含:实验原理,步骤,实验数据,数据处理过程及结果,分析讨论。
简述原理与步骤,数据测定准确,数据处理正确,分析讨论符合逻辑关系。报告符合书写格式要求。
2、考核方式
(1)实验课的考核方式,平时成绩+期末操作考试
(2)实验课考核成绩确定,实验课成绩占课程总成绩的比例等
考核评分标准:按平时实验(80%)、期末考试(20%)。
平时实验成绩:预习10%,实验操作50%、数据处理20%、实验报告20
 
六、实验教材、参考书
1、教材:
《物理化学实验》,刘勇健、白同春编,南京大学出版社,2009年。
2、参考书:
《物理化学实验》,复旦大学编,高等教育出版社。

n stH �s's����nt-size:10.5pt;mso-ascii-"Times New Roman"'>实验项目名称:核磁共振谱

实验内容:用核磁共振仪分析有机样品的结构
实验要求:1.了解NMR谱仪的结构;2.学习掌握NMR谱仪的常规操作方法;3.学习利用NMR谱分析分子结构。
28、 实验项目名称:气相色谱-质谱联用或液相色谱-质谱联用分析有机物
实验内容:用色-质联用仪分析有机物的结构及含量
实验要求:1.通过实验进一步理解两种方法联用以后可以取长补短的实用意义;2.学会色-质联用测定有机物的方法。
29、 实验项目名称:单项实验操作
实验内容:实验操作考核
实验要求:分光光度计或气相色谱或电位滴定单项实验
 
五、考核方式
1、实验报告
实验报告格式要求:实验目的,实验原理,实验内容及步骤,实验数据记录及结果处理,总结及讨论。
要求学生实验前在认真预习的基础上,按实验报告格式写出实验目的,实验原理,实验内容及步骤等内容并画好数据记录表格形成预习报告。
2、 考核方式
对于学生的实验成绩考核有一套完整的标准:
考核形式:按平时实验(70%)、考试实验(30%)结合进行总评。
评分标准:
(1)平时实验:态度20%、操作40%、报告10%、结果30
(2)考试实验:态度10%、操作20%、报告10%、结果60%。
每组学生有专门的成绩记录册,对每个学生的每次实验都按评分标准记录实验成绩。每次实验要求学生把原始数据及时记录到专门的原始数据记录册,由指导实验的老师签字并进行计算核对,培养学生严谨的科学态度。
 
六、实验教材、参考书
1.教材:
《分析化学实验》,马全红等主编,南京大学出版社,2009年。
2.参考书:
《仪器分析实验》,张剑荣等编,科学出版社。
《分析化学实验》,武汉大学,高等教育出版社。