物理化學(xué)實驗是建立在大學(xué)物理實驗、無機(jī)、有機(jī)、分析等化學(xué)實驗基礎(chǔ)上的一門綜合性的基礎(chǔ)化學(xué)實驗課,也是學(xué)生進(jìn)入專業(yè)實驗與畢業(yè)環(huán)節(jié)的研究工作前的最后一門基礎(chǔ)實驗課程,在教學(xué)中起著承上啟下的作用。通過實驗培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)原理解決具體問題、進(jìn)行綜合實驗并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和歸納總結(jié)的能力,為樹立良好的科學(xué)研究態(tài)度、動手開展科學(xué)實驗工作打下堅實的基礎(chǔ)。
一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)
物理化學(xué)實驗是材料工程、食品科學(xué)與工程、生物工程、制藥工程專業(yè)的必修實驗課
程。本實驗課程在物理化學(xué)以及材料、制藥、食品、生物工程專業(yè)課程的教學(xué)有著重要的地
位。物理化學(xué)實驗課程的教學(xué)方法是利用物理學(xué)的研究方法去探討化學(xué)變化的規(guī)律性問題。
即利用物理儀器和手段間接計算化學(xué)反應(yīng)中所涉及的有關(guān)量的變化,從而解決化學(xué)反應(yīng)中能
量轉(zhuǎn)化、方向和限度、化學(xué)反應(yīng)速率等問題。在培養(yǎng)學(xué)生掌握基本科學(xué)研究方法,提高觀察
問題和解決問題的能力起到重要的作用。應(yīng)達(dá)到的實驗?zāi)芰?biāo)準(zhǔn):
1、學(xué)習(xí)、了解物理化學(xué)的研究方法,學(xué)習(xí)物理化學(xué)實驗中的某些實驗技能,培養(yǎng)學(xué)生觀
察、分析、解決問題的能力;
2、學(xué)會使用作圖法和計算機(jī)法進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的處理,運用前修理論知識和實驗課所學(xué)知
識綜合判斷實驗結(jié)果的可靠性及分析主要誤差的來源;
3、驗證物理化學(xué)主要理論的正確性,鞏固和加深對這些理論的理解。
4、培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)。
序號
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)基本要求
學(xué)時 備注
1
恒溫槽的裝配與性能測試
及液體粘度的測定
1、 了解恒溫槽的構(gòu)造及其控溫原理和方法,熟悉恒溫槽的控
制和使用。
2、恒溫槽性能的測試。
3、了解粘度的物理意義,掌握烏氏粘度計的使用以及用烏氏粘
度計測量氯化鈉溶液等粘度的方法。
燃燒焓的測定
1、了解量熱計的原理、構(gòu)造和使用方法,并獲得熱化學(xué)實驗的
一般知識和基本訓(xùn)練。
2、 掌握溫差的校正方法。
3、掌握用氧彈量熱計測量萘的燃燒焓的方法。
液體飽和蒸汽壓的測定
1 掌握減壓、恒壓系統(tǒng)的操作方法和原理。
2、掌握靜態(tài)法測定單元系汽液平衡壓力-溫度關(guān)系的原理和方
法,求乙醇在實驗溫度范圍內(nèi)的平均摩爾氣化焓。
3、熟悉數(shù)字式低真空測壓儀的使用。
二元液系相圖
1、了解恒壓(大氣壓)下汽液平衡數(shù)據(jù)的測定方法,用沸點儀
測定乙醇-環(huán)己烷汽液平衡數(shù)據(jù)并繪出 T~X 相圖。
2、了解沸點儀的構(gòu)造特點。
3、掌握阿貝折光儀的構(gòu)造、原理和使用方法,并用阿貝折光儀
測定溶液組成。
原電池電動勢的測定
1、掌握對消法測定電池電動勢的原理及數(shù)字電位差計的構(gòu)造原
理和正確使用方法。
2、學(xué)習(xí)鹽橋的制備。
3、掌握可逆電池電動勢測定方法。
4、掌握標(biāo)準(zhǔn)電池的構(gòu)造、原理及使用方法和注意事項。
表面張力的測定
1、掌握一種測定表面張力的方法(最大氣泡法)。通過氣泡最
大壓力的測定,進(jìn)一步了解氣泡壓力與半徑及表面張力的關(guān)系。
2、測定不同濃度的正丁醇溶液的表面張力,根據(jù) Gibbs 吸附等
溫式計算溶液表面吸附量。
3、熟悉數(shù)字式微壓差測量儀的使用。
乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常
數(shù)的測定
1、通過實驗掌握測量電導(dǎo)率原理和電導(dǎo)率儀的使用方法。
2、用電導(dǎo)率儀測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)進(jìn)程中的電導(dǎo)率的變化,
從而計算出其反應(yīng)速率常數(shù)。
3、了解在測定兩個不同溫度下乙酸乙酯的皂化反應(yīng)速率常數(shù),
求其反應(yīng)活化能的方法
考試實驗(二選一)
1、綜合設(shè)計實驗一:請設(shè)
計物理化學(xué)實驗,求環(huán)已烷
的標(biāo)準(zhǔn)摩爾蒸發(fā)焓(只允許
測定一個溫度下的飽和蒸
汽壓數(shù)據(jù))。
2、綜合設(shè)計實驗二:設(shè)計
實驗,測量蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)摩爾
生成焓和 10%蔗糖水溶液
的某一物理化學(xué)性質(zhì)。
綜合設(shè)計實驗一
1、查閱文獻(xiàn),自行設(shè)計實驗方案。
2、通過測定相關(guān)實驗數(shù)據(jù),分析計算環(huán)已烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾蒸發(fā)焓。
3、測定實驗設(shè)計方案中環(huán)已烷的相關(guān)物性參數(shù)。
綜合設(shè)計實驗二
1、查閱文獻(xiàn),自行設(shè)計實驗方案。
2、通過測定相關(guān)實驗數(shù)據(jù),分析計算蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。
3、測量 10%蔗糖水溶液的某一物理化學(xué)性質(zhì)。
三、考核方法及要求
1.考核方式:考試();考查(√)
2.成績評定:
計分制:百分制();五級分制(√);兩級分制()
總評成績構(gòu)成:平時實驗成績(60)%;該課程的考試成績(40)%。
四、指導(dǎo)教材及參考資料
指導(dǎo)教材:
羅澄源,向民禮等編,《物理化學(xué)實驗》,高等教育出版社,2004.11 第四版
參考資料:
1.羅澄源等編,《物理化學(xué)實驗》,高等教育出版社,1991.7 第四版
2.單尚等編,《現(xiàn)代大學(xué)化學(xué)實驗》,中國商業(yè)出版社,2002.7 版
3.劉廷、王巖主編,《物理化學(xué)實驗》,中國紡織出版社,2006.5 版
4.武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院實驗中心編,《物理化學(xué)實驗》,武漢大學(xué)出版社,
2004.8 版
五、大綱說明
實驗成績考核辦法:
1.驗證性實驗成績?yōu)?60%和綜合設(shè)計性實驗(即為該課程的考試成績)成績?yōu)?40%,
兩項之和即為該課程的實驗成績。
2.考核內(nèi)容:驗證性實驗成績:根據(jù)學(xué)生的 8 個實驗情況,結(jié)合實驗報告,評定其驗證
性實驗成績。綜合設(shè)計性實驗成績:根據(jù)學(xué)生的綜合設(shè)計性實驗的方案設(shè)計情況,結(jié)合實驗
基本操作及實驗報告完成情況,評定其綜合設(shè)計性實驗的成績。
3.實驗最終成績按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級評定。