《物理化学实验》课程教学大纲 Experimental Physical Chemistry

物理化学实验(Experimental Physical Chemistry 课程概况 课程编号 、课程学芬时数：128（其中讲课：16，实验：112，上机：0，实习：0，课外学时：0一 :必修 开设学期：22（春），31（秋） 西课位：化学各专业 学院 应用化学 物理化学 教研) 所需先修课：无机化学实验 有机化学实验 分析化学实验 课程负责人：（签名）杜凤沛 非常重要的地位， 学生的知识」 者至关重要的作 为主，采用二段式教学模式，它由技术讲座、基础性实验和研究型实验组成。在第一阶段，安排4次讲座 无实程的本研究 数据处理 书与和 实验设计 动法技术等：在第价段，实6实验 和卖度的至专裸 电花季：花 学动力学，表面化学与胶体化学，结构化学等方面的内容，它们具有典型性和代表性 包含了物理化学的重 要 由此使学 、买法桃汉如设登实实验和利综合性实验：为了培养学生闵读爽文文献和利撰写茨父报告的」 教学大 讲座 讲座升6学时 、明蟹源唑实我半孟明昂班骄派唑制所落半盖仁非扬悬洋通塑明运泰味 处理：数据的列表和作图规则等 操作等 讲座3 电化学研究方法 可逆电池电动势的测量：电极电势的测量：电导，电化学动力学参数的测量方法：各种电极的使用 讲座，PH计的 及注 理花学实验新技术简介 反应动力学参数的测量方法：传统的动力学研究方法：近代动力学实验中浓度的测量方法，准级数 法和初值级数法气 （）、 (84 溶液电的测定和应用（设计性实 验) 字时数 和离察数的方法测定男解质溶液的电导 了解弱电解质摩尔电导 强弱电解质的差别，弱电解质常数的计算公式 影响及雾春电导池、电导率测定仪的使用，电导池常数的校正和电导率测量的基本方法：了解温度对实验的一 际测量并校准电导池常岁 测量酷酸标准落液的由导率，对 学会的方法别 方法症息2质（英文，所究型实验，Saturated pressure fo pure liquids) 学时数： 7 质的极性对实验结果的影响 ②掌程大气压计福廷式、数 式) 、数字式压力计的使用，了解机械真空泵的使用和保护。 法测量饱和蒸汽压的方法，】 内醇的 樱刘衡的构洁和使用 拉贝龙方程对 握据进 的温度和绝对压力的方法。 ©利用作图法求算出环己烷、异丙醇的平均摩尔汽化热和正常沸点。 凝固点降低法测定摩尔质量（英文实验，Molar mass from depression of freezing point

物理化学实验（ Experimental Physical Chemistry ） 一、课程概况 课程编号： 课程总学时数：128 (其中讲课：16,实验：112,上机:0,实习：0，课外学时：0)  课程学分：4    课程分类：必修          开设学期：22（春）, 31（秋） 开课单位：（ 理   学院 应用化学   系    物理化学   教研室） 适用专业：化学基地各专业 所需先修课：无机化学实验 有机化学实验 分析化学实验 课程负责人：（签名）杜凤沛 二、内容简介： 物理化学实验是化学、应用化学和材料化学专业的一门重要的必修基础课程，它在整个教学过程中占有 非常重要的地位，对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用。本课程以实践环节 为主，采用二段式教学模式，它由技术讲座、基础性实验和研究型实验组成。在第一阶段，安排4次讲座， 每次4学时，讲座内容包括本实验课程的学习方法、安全防护、数据处理、文献查阅、报告书写和实验设计 思想等，同时还应系统介绍物理化学的基本研究方法和实验技术，如温度的测量与控制技术、真空技术、流 动法技术等；在第二阶段，安排16个实验，要求学生进行实际操作训练。这些实验包括热力学、电化学、化 学动力学、表面化学与胶体化学、结构化学等方面的内容，它们具有典型性和代表性，包含了物理化学的重 要实验方法和技术，是每个学生都必须独立完成的实验，由此使学生得到全面的基础训练；同时，为了培养 学生的创新能力，我们设置了一些研究型实验和综合性实验；为了培养学生阅读英文文献和撰写英文报告的 能力，我们设置了8个实验为纯英文实验。 三、教学大纲 （一）、讲 座 部 分（16学时） 讲 座 1   物理化学实验的基本状况和实验数据处理 物理化学实验的目的和要求；课程安排，预习要求，实验操作和实验报告的要求等；误差和数据的 处理；数据的列表和作图规则等。 讲 座 2   温度测量及控温技术、压力测量及真空技术 温度的控制和测量，各种温度计的介绍及使用；量热技术，真空技术（真空的获得，测量，检漏， 操作等）。 讲 座 3   电化学研究方法 可逆电池电动势的测量；电极电势的测量；电导，电化学动力学参数的测量方法；各种电极的使用 及注意事项；PH计的原理等。 讲 座 4   物理化学实验新技术简介 反应动力学参数的测量方法；传统的动力学研究方法；近代动力学实验中浓度的测量方法，准级数 法和初值级数法等。 （二）、必 做 实 验 部 分（84学时） 1    溶液电导的测定和应用（设计性实 验）                          学时数：        7 ①设计测定弱电解质电离度和电离常数的方法。测定强弱电解质溶液的电导率，了解弱电解质摩尔电导 率、电离常数及解离平衡常数的计算；学会水质鉴定的一种方法。 ②了解溶液电导的特性，强弱电解质的差别，弱电解质常数的计算公式。 ③掌握电导池、电导率测定仪的使用，电导池常数的校正和电导率测量的基本方法；了解温度对实验的 影响及控制。 ④实际测量并校准电导池常数，测量氯化钾标准溶液系列的电导率，测量醋酸标准溶液的电导率，对比 测量自来水和电导水的电导率。计算各电解质溶液的摩尔电导率，弱电解质的电离度和平衡常数；绘制Λm ～√￣ｃ 曲线并讨论； ⑤学会如何用电导的方法测定自来水的水质。 2        液体饱和蒸汽压的测定（英文，研究型实验,Saturated  vapor  pressure fo pure liquids）                             学时数：        7 目的要求：    ①研究物质的极性对实验结果的影响。 ②掌握大气压计（福廷式、数字式）、数字式压力计的使用，了解机械真空泵的使用和保护。 ③掌握静态法测量饱和蒸汽压的方法，了解平衡管的构造和使用。 ④测量环己烷、异丙醇的饱和蒸汽压，掌握测量体系的温度和绝对压力的方法。 ⑤学会用克劳修斯──克拉贝龙方程对实验数据进行处理。 ⑥利用作图法求算出环己烷、异丙醇的平均摩尔汽化热和正常沸点。       3   凝固点降低法测定摩尔质量（英文实验，Molar mass from depression of freezing point）

数性 L象 ⑧摇电子温差测量仪、贝克受温度计的原及使， “解溶液体系的过冷现象及凝结过程。 表观分字量 4 氧弹法燃烧热的测定 数 7 会用氧弹量热计测定萘的燃烧热。 解 尧热的 ③学会用计算机处理热力学数据的方法 双液系的气-液平衡相图（英文实验，Phase diagram of a binary1 iquid- vapor system) 学时数 ①学习沸点仪测定沸点的方法以及双液系的相图绘制原则：了解Abb©（阿贝）折光仪的原理和使用。 ②了解双液平衡体系的特点，相图的意义及绘制： 贝折是 好要的。体系光学性质和 标准样品及标准细量未知样品的沸点和平衡气、液相的折业南 全制标准工作曲线：查出未知样品的平衡气 液相的浓度：绘制T一X相图：求出最低共沸混合 理 数据不同的原 学时数 目的要求： 8 由金操作技术 用差热分析仪对硫酸铜进行分析，解释差热图谱，并对未知样品进行鉴定。 机测量热力学数 岳的方 定量鉴定方法。 学时数 的电和、锋的电板电势。 ③掌握对消法测量电动势的原理及电位差计、检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。 ④学会用电化学解决化学热力学的问题的方法 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数（研究型实验） 学时数 解化学反应的动力学意义，了解反应级数和表观反应级数，了解速率常数及半衰期的实验测量 方法， 了解旋光仪的原理和使用 掌握催化反应的特点及速率方程的简化处理：了解利用物质的光学性质的测量来实现实验目的以 章握一级反应的动力学常数的简便测量计算， 了解温度因素对反应的影响 ④实际测量蔗精的酸性水解过程中的反应时间与体系的旋光度，掌据旋光仪的具体操作和校准的作 ⑧研究该反 乙酸乙酯皂化反应速率测定（电导法）（综合性实验） 时 用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，了解活化能的测定方法，掌握电导仪的使用方法。 设计实验方案，应用分析化学的方法测定所给碱的浓度，确定反应物的量。 学时数： 目的要求：

学时数：        7   ①验证稀溶液体系的依数性现象，掌握一种测定非电解质分子量的方法。 ②观察凝固点降低现象，了解纯溶剂凝固点与溶液凝固点的不同及其测量。 ③掌握电子温差测量仪、贝克曼温度计的原理及使用，了解溶液体系的过冷现象及凝结过程。 ④测量葡萄糖的分子量，鲜、冷土豆汁的渗透压，掌握冷却剂的制备方法。 ⑤学会稀溶液体系的分子量计算公式的近似推导和应用，掌握步冷曲线的绘制和使用，计算出葡萄糖的 表观分子量。       4    氧弹法燃烧热的测定                                     学时数：  7   目的要求： ① 学会用氧弹量热计测定萘的燃烧热。 ② 了解燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。 ③ 了解量热计主要部分的作用，掌握氧弹量热计的使用技术。 ④ 学会雷诺图解法校正温度改变值。 ⑤ 学会用计算机处理热力学数据的方法。       5    双液系的气-液平衡相图（英文实验，Phase diagram of a binary liquid￾vapor system）                          学时数：        7   ①学习沸点仪测定沸点的方法以及双液系的相图绘制原则；了解Abbe（阿贝）折光仪 的原理和使用。 ②了解双液平衡体系的特点，相图的意义及绘制；了解最低共沸现象和常数的确定。 ③了解沸点仪的基本构成和功能，了解恒温装置及其对实验体系和测量的影响；掌握体系光学性质和阿 贝折光仪的具体使用原则，掌握标准样品及标准曲线的应用。 ④实际测量环己烷─乙醇标准溶液的折光率，测量未知样品的沸点和平衡气、液相的折光率。 ⑤绘制标准工作曲线；查出未知样品的平衡气、液相的浓度；绘制Ｔ ─Ｘ相图； 求出 最低共沸混合 物的组成和沸点，讨论与标准物理化学数据不同的原因。 6    差热分析（研究型实验） 学时数：    7 目的要求： ① 掌握差热分析原理，了解差热分析仪的构造，学会操作技术 ② 学会热电偶的制作及其标定，掌握绘制步冷曲线的方法 ③ 用差热分析仪对硫酸铜进行分析，解释差热图谱，并对未知样品进行鉴定。 ④ 学会用计算机测量热力学数据的方法。 ⑤ 学会应用差热分析的方法对未知样品的的定性、定量鉴定方法。      7    电动势法测定化学反应的热力学函数                  学时数：    目的要求： ① 测定铜-锌电池的电动势，和铜、锌的电极电势。 ② 掌握一些电极、盐桥的制备和处理方法。 ③ 掌握对消法测量电动势的原理及电位差计、检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。 ④ 学会用电化学解决化学热力学的问题的方法。      8    旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数（研究型实验）            学时数：        7   ①  了解化学反应的动力学意义，了解反应级数和表观反应级数，了解速率常数及半衰期的实验测量 方法，了解旋光仪的原理和使用。 ② 掌握催化反应的特点及速率方程的简化处理；了解利用物质的光学性质的测量来实现实验目的以 及数学处理手法。 ③ 掌握一级反应的动力学常数的简便测量计算，了解温度因素对反应的影响。 ④ 实际测量蔗糖的酸性水解过程中的反应时间与体系的旋光度，掌握旋光仪的具体操作和校准的作 用。 ⑤ 利用动力学方程处理实验数据，采用作图法计算出实验条件下反应的速率常数和半衰期。 ⑥ 研究该反应对氢离子的化学反应级数，培养学生设计化学实验的能力。 9   乙酸乙酯皂化反应速率测定（电导法）（综合性实验） 学时数：   7 目的要求：                  ①  用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，了解活化能的测定方法，掌握电导仪的使用方法。 ②  设计实验方案，应用分析化学的方法测定所给碱的浓度，确定反应物的量。 ③  了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数。      10     BZ振荡反应（复杂反应动力学机理）（研究型实验，英文实验，The oscillating reaction） 学时数： 7 目的要求：

昌解并紧花学波的存在及其现象 学会如何测量化学参数，并处理化学反应：学会求复杂反应活化能的方法。 ⑤培养学生 查阅物理 最天法定溶液的表面张力（英文实验，Surface tension of solutio 学时数 的 丽活性物质对表面张力的影响，吉布斯等温吸附方程在实验中的具体应用：学习液体表面张力 ②了解表面吉布斯自由能、表面张力、溶液的表面吸附现象：了解吉布斯等温吸附方程中各项的物理意 义，兰格谬尔吸附方程式的物理意义和变形式的应用。 ④实际测定纯水、正丁醇标准溶液的最大压力差。 r)线计饱和吸 用锐 云出、 浓度下的切线，求算出表面吸附量：绘制（「一C 高聚物的相对分子质量（英文实验，Molecular weight of a water soluble polymer by viscosity method) 学时数氏粘度 了解不同条度 不贵解秀湾液度的头分子电解质溶液的 特点：分子结构（构型和极性集团） 常数解黏度测量 深温度等对粘度的影 统的构成及使用要求：了解乌氏粘度计的构成、使用的简便特点和局限性，掌握仪器 量纯溶剂 流出时间： ,绘制粘度和浓度的关系曲线并讨论 (28学时) ons of a 学时数： 2固液吸附法测定固体的比表面积（综合性实 验) 7 求 掌握弗仑得里希吸附等温式的应用 体表面积的方法 含量的测 英文实验 Determination of the calcium content in milk with direct potentiometry) 学时数： 的要牙 设计模拟胃酸环境下测定牛奶中钙离子含量的方法，掌握离子选择性电极的使用方法。 4 沉降分 析 受时.7 目的要求： 学时数：7 溶解热的测定实验 学时数：

①了解Belousov-Zhabotinski反应的基本原理。 ②初步理解自然界中普遍存在的非线性非平衡问题。 ③了解并观察化学波的存在及其现象。 ④学会如何测量化学参数，并处理化学反应；学会求复杂反应活化能的方法。 ⑤培养学生查阅物理化学文献的能力。      11    最大泡压法测定溶液的表面张力（英文实验，Surface tension of solutions）                     学时数：        7   ①了解表面活性物质对表面张力的影响，吉布斯等温吸附方程在实验中的具体应用；学习液体表面张力 的一种测定方法。 ②了解表面吉布斯自由能、表面张力、溶液的表面吸附现象；了解吉布斯等温吸附方程中各项的物理意 义，兰格谬尔吸附方程式的物理意义和变形式的应用。 ③了解气泡的曲率半径变化与附加压力、表面张力之间的关系以及在实验中的测量──最大气泡压力差 测量仪，了解其构成、作用及操作要求，仪器常数的校准测量和未知溶液的表面张力的测量；了解温度因素 的影响。 ④实际测定纯水、正丁醇标准溶液的最大压力差。 ⑤绘制（σ～Ｃ）标准曲线；采用镜像法绘出不同浓度下的切线，求算出表面吸附量；绘制（Г～Ｃ／ Г）曲线；计算饱和吸附量，吸附经验常数和正丁醇的分子横截面积。      12    粘度法测定水溶性高聚物的相对分子质量（英文实验，Molecular weight of a water soluble polymer by viscosity method）         学时数：        7   ①学习乌氏粘度计测定溶液粘度的方法；了解不同条件对大分子电解质溶液粘度的影响。 ②了解溶液粘度的物理意义及影响因素，毛细管型粘度计的基本原理和构成。了解大分子电解质溶液的 特点：分子结构（构型和极性集团）、浓度、温度等对粘度的影响。 ③了解粘度测量系统的构成及使用要求；了解乌氏粘度计的构成、使用的简便特点和局限性，掌握仪器 常数的校正和样品粘度的测量。 ④ 实际测量纯溶剂的流出时间；配制聚乙二醇溶液并测定其分子量。 ⑤计算各溶液的绝对粘度和相对粘度；绘制粘度和浓度的关系曲线并讨论。 （三）、选做实验部分（根据实验条件开设其中的四个实验）（28学时） 1    分光光度法测定配合物反应的平衡常数（英文实验，Determination of the equilibrium constant of a complex）                   学时数： 7 目的要求： ① 学会用分光光度计测定络合反应的平衡常数。 ② 掌握722S型分光光度计的使用技术。 2 固液吸附法测定固体的比表面积（综合性实 验）                                  学时数：  7  目的要求： ① 掌握弗仑得里希吸附等温式的应用。 ② 掌握测定固体比表面积的方法。 ③用作图法求吸附等温线及等温式中的经验常数。 3   牛奶中钙离子含量的测定（设计性实验，英文实验， Determination of the calcium content in milk with direct potentiometry） 学时数：  7   目的要求： ①  设计测定牛奶中钙离子含量的方法。 ②  设计模拟胃酸环境下测定牛奶中钙离子含量的方法，掌握离子选择性电极的使用方法。 4    沉降分 析                                                学时数：7 目的要求： ① 了解沉降分析的基本原理及操作方法。 ② 用沉降分析法测定硫酸铅微粒半径大小的分布。       5   乳状液性质（类型、破坏和转换）实 验                      学时数：7   目的要求： ① 了解制备乳状液的基本原理。 ③ 学习鉴定乳状液性质的基本方法。    6   溶解热的测定实验                                学时数：    7

目的要求 解热测定的基本理花： 了解积分法微分熔解热的差别。 计抗阀额整莞酸皮法。学会雷诺国解法校正温度改安位。 学会用计算机测量热 学致 目的要求： 了解分子反应动态学的主要内容及基本研究方 。的 的物理意义 络合物的磁化率测定 学时 的置费对一些络合物磁化率的测定，推算其不成对电子数，判断这些分子的配键类型。 恒温水浴的组装及其性能测试（研究型实验 要求 目的解恒温水浴的构造及其丁作原理，学会后温水浴的陆和林 不及物理化学实验的能力 绘恒温水浴的灵敏度曲 3、教材及主要参考书 用 实验》姚广伟等主编 主要参考 中国农业出版社 2003年第一板 《Experimental Physical Chemistry?》第l版 复旦大学等编 《物理化学实验》 北京天慧育 京天学版社 系物理化学教研室主编 《物理化学实验》 [关]H.D.克 工.W.诺威尔等茗 4、考试要牙 民教育出版社 期各做8个实验，每个实验10分，每个学生的最后 个实验为考试实验占30分。每个实验 中，预习情况占 实验换作占50，实验报告占30，根据学生的表现，综合评定学生成绩： 理得性质 《物理化学实验》是继《无机化学实验》 《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开 设的实验课程， 是化学类品材料利学类专业的必修共础课程：其日的主翠是使学生了解物理学的基本实验 决和技能 公课程主要内容、重点及深度 课程重点进 16 必做实 用基本仪器的使用，使学生初步了解物理化学实验的基本框架，强化学生对《物理化学》学科的基础知识的 理解和运用。 3、 学要求与主要环节 际操作能力要求较高 、难度较大 实验前检查学生的预习报告，采用实物形象和启发式提问等教学手段引导学生尽快学握实验原理和操 篷人：《签名}杜风沛 2006年5月20日修订 物理化学实验B(Experimental Physical Chemistry B) 课程概况 里积馆只 课程总学时数： 32(其中进课：4.实验：28.上机：0.实习：0.课外学时：0) 课程学分：1

目的要求： ① 了解溶解热测定的基本原理与方法。 ② 用量热法测定硝酸钾的积分熔解热。 ③ 了解积分、微分熔解热的差别。 ④ 学会用计算机测量热力学数据的方法，学会雷诺图解法校正温度改变值。       7  计算机模拟基元反应                          学时数：  7 目的要求： ① 了解分子反应动态学的主要内容及基本研究方法。 ② 掌握准经典轨线法的基本思想及其结果所代表的物理意义。 ③ 了解宏观反应和微观基元反应之间的统计联系。 8   络合物的磁化率测定                               学时数：      7 目的要求： ① 通过对一些络合物磁化率的测定，推算其不成对电子数，判断这些分子的配键类型。 ② 掌握古埃磁天平测定物质磁化率的基本原理和使用方法。 9   恒温水浴的组装及其性能测试（研究型实验）                      学时数：  7   目的要求： ① 了解恒温水浴的构造及其工作原理，学会恒温水浴的装配技术。 ② 测绘恒温水浴的灵敏度曲线。 ③ 掌握贝克曼温度计的调节技术及正确使用方法。 ④ 学会如何评价、组装恒温水浴；培养学生设计物理化学实验的能力。    3、教材及主要参考书    使用教材： 《物理化学实验》 姚广伟等主编 中国农业出版社   2003年第一版    主要参考书： 《Experimental Physical Chemistry》第1版   复旦大学等编                   高等教育出版社    《物理化学实验》     北京大学化学系物理化学教研室主编                   北京大学出版社 《物理化学实验》     [美]H.D.克罗克福特    J.W.诺威尔等著                   人民教育出版社 4、考试要求    每学期各做8个实验，每个实验10分，每个学生的最后一个实验为考试实验占30分。每个实验 中，预习情况占20%，实验操作占50%，实验报告占30%，根据学生的表现，综合评定学生成绩。 四、教学大纲说明 1、教学目的与课程性质、任务    《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开 设的实验课程，是化学类、材料科学类专业的必修基础课程。其目的主要是使学生了解物理化学的基本实验 方法和基本研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，加深理解并掌握物理化学的基本知识和原理， 通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，为 学生今后从事化学研究或相关领域的科学研究和技术开发工作打下扎实的基础。 2、课程主要内容、重点及深度 本课程重点讲授物理化学实验的基本知识和基本研究方法在实际过程中的应用；选取 16个必做实验 和一些演示实验，着重于训练学生的实验技能，在实验中使学生了解所采用的思维方法和实验手段、掌握常 用基本仪器的使用，使学生初步了解物理化学实验的基本框架，强化学生对《物理化学》学科的基础知识的 理解和运用。  3、教学要求与主要环节     物理化学实验的实验原理理论性强、实验仪器多而且原理和操作复杂、实验步骤多并对学生的实 际操作能力要求较高。所以本课程实验性较强、难度较大，对前期的实验课程的基础要求严格。 实验前检查学生的预习报告，采用实物形象和启发式提问等教学手段引导学生尽快掌握实验原理和操 作步骤。除基本的物理化学实验外，还要求学生至少要有１:１以上的预习和完成实验报告的时间。 执笔人：（签名）杜凤沛               姚广伟 审定人：（签名） 杜凤沛                          2006年5月20日修订     物理化学实验B（ Experimental Physical Chemistry B）    一、课程概况 课程编号： 课程总学时数： 32 (其中讲课：4,实验：28,上机:0,实习：0，课外学时：0)  课程学分：1

课单位： 学院 应用化学 系 物理化学 教研室) 适用专业：生命科学实验班，生物学院各专业，食品学院各专业，环境类专业，资环类专业 篑课：无机化学实验 有机化学实 分析化学实 容简介 物理化学实验是生命科学、食品科学、环境科学、土壤科学等专业的一门重要的必修基础课程，它在整 个教学过程中克有常重要的地：对 知综名 重要的作用。 安排1次讲座4学时 进座内容句括本实课程的学习方 、数据处理 文献查阅、报告书 和实验设计思想等！ 同时还应系统介绍物理化学的基本研究方法和实验技术，如温度的测量与控制技术、真 品作 可在两学等方 它们具有典型性和代表性 包 由此使学生得到全面的基础训练：同时，为了培养学生的创新能力，在每一组中我们都设置了研究型实 能突受验：为了培养学生阅读英文文款和撰写炎文报告的能为，”我在每组中均研齐塞 文教学大纲 、讲座部分(4学时)】 讲座 学 验的漆姿实骏提处 处理：数据的 的和要求： 实验操作和实验报告的要求等：误差和数据的 数疆图型种温度计的介绍及使用：量热技术，真空技术真空的获得，测量，检温，一 操作等) A组. ,必做实验部分(28学时 液体饱和蒸汽压的测定（英文实验，Saturated vapor pressure fo pure liquids) 目的 3.5 ○了解纯液体饱和蒸汽压的意义及测定方法， 了解机械真空泵的使用和保护 蒸汽压的方法，了解平衡管的构造和使用。 算出环 双液系的气-液平衡相图（英文实验，Phase diagram of a binary liquid-vapor system) 个 沸点仪测定沸点的方法以及双 百剧 百用1出 ②了解沸点仪的基本构成和功能， 贝折光仪的具体使 云准样品及标准曲线的 物的组成和沸店 学数据不 相的浓度：绘制T一X相图： 求出最低共沸混合 的盾 最大泡压法测定溶液的表面张力（英文实验，Surface tension of solutions ①了解表面活性物质对表面张力的影响，吉布斯等温吸附方程在实验中的具体应用：学习液体表面张力 的一种测定方法 ②实际测定纯水、正丁醇标准溶液的最大压力差 下)曲线：计算饱和吸附 浓度 的切线，求算出表面吸附量：绘制（下一C B记荡应复杂反应刻力学机理的英文实验，the oscillating reaction) 字时数 3.5 步理解自然界中普遍存在的非线性非平衡问题 存在及甘 ③培养学生热分析（研究实 物理 献的能力。 学时数： 3.5 掌握差热分析原理，了解差热分析仪的构造，学会操作技术

课程分类：必修          开设学期：22(春)、31（秋） 开课单位：（ 理   学院 应用化学   系    物理化学   教研室） 适用专业：生命科学实验班，生物学院各专业，食品学院各专业，环境类专业，资环类专业 所需先修课：无机化学实验 有机化学实验 分析化学实验 课程负责人：（签名）       杜凤沛 二、内容简介： 物理化学实验是生命科学、食品科学、环境科学、土壤科学等专业的一门重要的必修基础课程，它在整 个教学过程中占有非常重要的地位，对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用。 本课程以实践环节为主，采用二段式教学模式，它由技术讲座、基础性实验和研究型实验组成。在第一阶 段，安排1次讲座4学时，讲座内容包括本实验课程的学习方法、安全防护、数据处理、文献查阅、报告书写 和实验设计思想等，同时还应系统介绍物理化学的基本研究方法和实验技术，如温度的测量与控制技术、真 空技术、流动法技术等；在第二阶段，安排A、B两组实验（每组各包含8个实验），学生可在两组实验中选 择，对学生进行实际操作训练。每组实验均包括热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等方面 的内容，它们具有典型性和代表性，包含了物理化学的重要实验方法和技术，是每个学生都必须完成的实 验，由此使学生得到全面的基础训练；同时，为了培养学生的创新能力，在每一组中我们都设置了研究型实 验和综合性实验；为了培养学生阅读英文文献和撰写英文报告的能力，我们在每一组中均设置了3～4个实验 为纯英文实验。 三、教学大纲 （一）、讲 座 部 分（4学时） 讲 座 1   物理化学实验的基本状况和实验数据处理 物理化学实验的目的和要求；课程安排，预习要求，实验操作和实验报告的要求等；误差和数据的 处理；数据的列表和作图规则等。 温度的控制和测量，各种温度计的介绍及使用；量热技术，真空技术（真空的获得，测量，检漏， 操作等）。 （二）、必 做 实 验 部 分（28学时） A 组： 1    液体饱和蒸汽压的测定（英文实验，Saturated  vapor  pressure fo pure liquids）               学时数：        3.5   目的要求：    ①了解纯液体饱和蒸汽压的意义及测定方法，了解机械真空泵的使用和保护。 ②掌握数字式压力计的使用，掌握静态法测量饱和蒸汽压的方法，了解平衡管的构造和使用。 ③学会用克劳修斯──克拉贝龙方程对实验数据进行处理； ④利用作图法求算出环己烷或异丙醇的平均摩尔汽化热和正常沸点。 2    双液系的气-液平衡相图（英文实验，Phase diagram of a binary liquid-vapor system）                     学时数：        3.5  （两组同学各做1半） ①学习沸点仪测定沸点的方法以及双液系的相图绘制原则；了解Abbe（阿贝）折光仪的原理和使用。 ②了解沸点仪的基本构成和功能，了解恒温装置及其对实验体系和测量的影响；掌握体系光学性质和阿 贝折光仪的具体使用原则，掌握标准样品及标准曲线的应用。 ③绘制标准工作曲线；查出未知样品的平衡气、液相的浓度；绘制Ｔ ─Ｘ相图； 求出 最低共沸混合 物的组成和沸点，讨论与标准物理化学数据不同的原因。     3    最大泡压法测定溶液的表面张力（英文实验，Surface tension of solutions）                     学时数：        3.5   ①了解表面活性物质对表面张力的影响，吉布斯等温吸附方程在实验中的具体应用；学习液体表面张力 的一种测定方法。 ②实际测定纯水、正丁醇标准溶液的最大压力差。 ③绘制（σ～Ｃ）标准曲线；采用镜像法绘出不同浓度下的切线，求算出表面吸附量；绘制（Г～Ｃ／ Г）曲线；计算饱和吸附量，吸附经验常数和正丁醇的分子横截面积。  4     BZ振荡反应（复杂反应动力学机理）（英文实验，The oscillating reaction） 学时数： 3.5 目的要求： ①初步理解自然界中普遍存在的非线性非平衡问题。 ②了解并观察化学波的存在及其现象。 ③培养学生查阅物理化学文献的能力。  5    差热分析（研究型实 验）                                         学时数：    3.5 目的要求： ① 掌握差热分析原理，了解差热分析仪的构造，学会操作技术

②用差热分析仪对硫酸铜进行分析，解释差热图，并对未知样品进行鉴定。 子云 电动势法测定化学反过的热函数 学时数 35 目的要求 锌 量由势， 一些电极、盐 理及 的制备和处理方 昌李装定及 处电注意事项及简单原理。 等 3.5 的导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数 掌握电导仪的使用方法 了解 级反 会用图解计算法求取二级反应的速率常数。 学时数 3.5 的定紫的解压燃烧热气百容悠烧热的鞋别 解量热计主要部分的作用， 学会雷诺图解法校正温度改变值 B组 凝固点降低法测定摩尔质量（英文实验，Molar mass from depression of freezing point) 溶液体系的数性现 茎握 种测定非电解质2 的方法 电子温差测量仪的原理及使用， 浓调资的及结是程 元度 const学时数 目的要求 金用公米光度计测定络合反应的平衡常数 in milk with direct 3.5 目的要求： 设计测定牛奶中钙离子含量的方法 设计 soluble polymer by viscosity 习乌氏粘度计 特点： 分 结构构型和极性集团 温度等对粘度的影 ③实际测量纯溶剂的流出时间： 配制聚乙 醇溶液 测定其分子量。 固液吸附法测定固体的比表面积（综合性实 验) 学时数 3.5 目的要求： 式 应用 液电导的定的方法 学时 强弱电解质溶液的电导率， 种方 了解弱电解质摩尔电导率、电离常数及解离平衡常数的计算：了解水 质鉴定 ②掌握电导池 电导举测定仪的使用

② 用差热分析仪对硫酸铜进行分析，解释差热图谱，并对未知样品进行鉴定。 ③ 学会用计算机测量热力学数据的方法 6    电动势法测定化学反应的热力学函数                学时数：    3.5 目的要求： ① 测定铜-锌电池的电动势，掌握一些电极、盐桥的制备和处理方法 ② 掌握对消法测量电动势的原理及电位差计、检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。 7   乙酸乙酯皂化反应速率测定（电导法）（综合性实验） 学时数：   3.5 目的要求：                  ① 用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，了解活化能的测定方法，掌握电导仪的使用方法。 ② 设计实验方案，应用分析化学的方法测定所给碱的浓度，确定反应物的量。 ③ 了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数。 8    氧弹法燃烧热的测定                                   学时数：  3.5 目的要求： ① 用氧弹量热计测定萘的燃烧热 ② 了解燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别 ③ 了解量热计主要部分的作用，掌握氧弹量热计的使用技术 ④ 学会雷诺图解法校正温度改变值 B组： 1    凝固点降低法测定摩尔质量（英文实验，Molar mass from depression of freezing point）                    学时数：        3.5   ①验证稀溶液体系的依数性现象，掌握一种测定非电解质分子量的方法。 ②观察凝固点降低现象，了解纯溶剂凝固点与溶液凝固点的不同及其测量。 ③掌握电子温差测量仪的原理及使用，了解溶液体系的过冷现象及凝结过程。 学会稀溶液体系的分子量计算公式的近似推导和应用，计算出葡萄糖的表观分子量。  2   分光光度法测定配合物反应的平衡常数（英文实验，Determination of the equilibrium constant of a complex）                   学时数： 3.5 目的要求： ① 学会用分光光度计测定络合反应的平衡常数 ② 掌握722S型分光光度计的使用技术 3   牛奶中钙离子含量的测定（英文实验，设计性实验,Determination of the calcium content in milk with direct potentiometry）                                         学时数：  3.5   目的要求： ① 设计测定牛奶中钙离子含量的方法 ② 设计模拟胃酸环境下测定牛奶中钙离子含量的方法，掌握离子选择性电极的使用方法 4    粘度法测定水溶性高聚物的相对分子质量（英文实验，Molecular weight of a water soluble polymer by viscosity method）             学时数：        3.5   ①学习乌氏粘度计测定溶液粘度的方法；了解不同条件对大分子电解质溶液粘度的影响。 ②了解溶液粘度的物理意义及影响因素，毛细管型粘度计的基本原理和构成。了解大分子电解质溶液的 特点：分子结构（构型和极性集团）、浓度、温度等对粘度的影响。 ③实际测量纯溶剂的流出时间；配制聚乙二醇溶液并测定其分子量。 5    固液吸附法测定固体的比表面积（综合性实 验）                                  学时数：  3.5  目的要求： ① 掌握弗仑得里希吸附等温式的应用 ② 掌握测定固体比表面积的方法 6   溶液电导的测定和应 用                                学时数：        3.5 ①测定强弱电解质溶液的电导率，了解弱电解质摩尔电导率、电离常数及解离平衡常数的计算；了解水 质鉴定的一种方法。 ②掌握电导池、电导率测定仪的使用，电导池常数的校正和电导率测量的基本方法；实际测量并校准电 导池常数，测量氯化钾标准溶液系列的电导率，测量醋酸标准溶液的电导率，对比测量自来水和电导水的电

导率。 ③计算各电解质溶液的摩尔电导率，弱电解质的电离度和平衡常数：绘制△m~√一c曲线并讨论： 讨论水质的测量结论。 7 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 学时数： 3.5 ①了解化学反应的动力学意义，了解反应级数和表观反应级数，了解速率常数及半衰期的实验测量方 法。了解旋光仪的原理和使用。 ②掌握一级反应的动力学常数的简便测量计算：实际测量蔗糖的酸性水解过程中的反应时间与体系的旋 光度：掌握旋光仪的具体操作和校准的作用。 ③利用动力学方程处理实验数据，采用作图法计算出实验条件下反应的速率常数和半衰期。 8 溶解热的测定实 验 学时数： 3.5 目的要求： ① 了解溶解热测定的基本原理与方法 ② 用量热法测定硝酸钾、的积分熔解热 学会用计算机测量热力学数据的方法，学会雷诺图解法校正温度改变值 3、 教材及主要参考书 使用教材： 《物理化学实验》姚广伟等主编 中国农业出版社 2003年第一版 主要参考书： 《Experimental Physical Chemistry》第l版 复旦大学等编 高等教育出版社 《物理化学实验》 北京大学化学系物理化学教研室主编 北京大学出版社 《物理化学实验》 [美]H.D.克罗克福特 J.W.诺威尔等著 人民教育出版社 4、考试要求 做8个实验，每个实验10分，每个学生的最后一个实验为考试实验占30分。其中预习情况占20%， 实验操作占50%，实验报告占30%，根据学生的表现，综合评定学生成绩。 四、教学大纲说明 1、教学目的与课程性质、任务 《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开 设的实验课程，是生物学院各专业，食品学院各专业，环境类专业，资环类专业的必修基础课程。其目的主 要是使学生了解物理化学的基本实验方法和基本研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，加深理解 并掌握物理化学的基本知识和原理，通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的 创新意识、创新精神和创新能力，为学生今后从事化学研究或相关领域的科学研究和技术开发工作打下扎实 的基础。 2、课程主要内容、重点及深度 本课程重点讲授物理化学实验的基本知识和基本研究方法在实际过程中的应用，着重于训练学生的实验 技能，在实验中使学生了解所采用的思维方法和实验手段、掌握常用基本仪器的使用，使学生初步了解物理 化学实验的基本框架，强化学生对《物理化学》学科的基础知识的理解和运用。 3、教学要求与主要环节 物理化学实验的实验原理理论性强、实验仪器多而且原理和操作复杂、实验步骤多并对学生的实 际操作能力要求较高。所以本课程实验性较强、难度较大，对前期的实验课程的基础要求严格。 实验前检查学生的预习报告，采用实物形象和启发式提问等教学手段引导学生尽快掌握实验原 理和操作步骤。除基本的物理化学实验外，还要求学生至少要有1：1以上的预习和完成实验报告的时间

导率。 ③计算各电解质溶液的摩尔电导率，弱电解质的电离度和平衡常数；绘制Λm～√￣ｃ 曲线并讨论； 讨论水质的测量结论。 7    旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数                   学时数：        3.5   ①了解化学反应的动力学意义，了解反应级数和表观反应级数，了解速率常数及半衰期的实验测量方 法。了解旋光仪的原理和使用。 ②掌握一级反应的动力学常数的简便测量计算；实际测量蔗糖的酸性水解过程中的反应时间与体系的旋 光度；掌握旋光仪的具体操作和校准的作用。 ③利用动力学方程处理实验数据，采用作图法计算出实验条件下反应的速率常数和半衰期。 8    溶解热的测定实 验                                   学时数：    3.5 目的要求： ① 了解溶解热测定的基本原理与方法 ② 用量热法测定硝酸钾、的积分熔解热 ③ 学会用计算机测量热力学数据的方法，学会雷诺图解法校正温度改变值 3、教材及主要参考书    使用教材： 《物理化学实验》姚广伟等主编 中国农业出版社   2003年第一版    主要参考书：         《Experimental Physical Chemistry》 第1版 复旦大学等编                   高等教育出版社         《物理化学实验》        北京大学化学系物理化学教研室主编                   北京大学出版社 《物理化学实验》     [美]H.D.克罗克福特    J.W.诺威尔等著                   人民教育出版社 4、考试要求    做8个实验，每个实验10分，每个学生的最后一个实验为考试实验占30分。其中预习情况占20%， 实验操作占50%，实验报告占30%，根据学生的表现，综合评定学生成绩。 四、教学大纲说明 1、教学目的与课程性质、任务    《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开 设的实验课程，是生物学院各专业，食品学院各专业，环境类专业，资环类专业的必修基础课程。其目的主 要是使学生了解物理化学的基本实验方法和基本研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，加深理解 并掌握物理化学的基本知识和原理，通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的 创新意识、创新精神和创新能力，为学生今后从事化学研究或相关领域的科学研究和技术开发工作打下扎实 的基础。 2、课程主要内容、重点及深度 本课程重点讲授物理化学实验的基本知识和基本研究方法在实际过程中的应用，着重于训练学生的实验 技能，在实验中使学生了解所采用的思维方法和实验手段、掌握常用基本仪器的使用，使学生初步了解物理 化学实验的基本框架，强化学生对《物理化学》学科的基础知识的理解和运用。  3、教学要求与主要环节     物理化学实验的实验原理理论性强、实验仪器多而且原理和操作复杂、实验步骤多并对学生的实 际操作能力要求较高。所以本课程实验性较强、难度较大，对前期的实验课程的基础要求严格。 实验前检查学生的预习报告，采用实物形象和启发式提问等教学手段引导学生尽快掌握实验原 理和操作步骤。除基本的物理化学实验外，还要求学生至少要有１:１以上的预习和完成实验报告的时间