《物理化学实验》教学大纲
一、 课程基本情况
【课程名称】：物理化学实验 【课程代码】：695011044
【课程属性】：专业必修设置类别：独立设课
【授课对象】：适用专业：应用化学专业大学二年级的本科生 【学时/学分】：64/2
【先修课程】：物理化学理论课、无机化学实验、分析化学实验等
二、实验教学的目的、任务与要求
物理化学实验作为化学实验科学的重要分支，是一门独立的基础实验课程。物理化学实验课的主要目的是：
1. 掌握物理化学基本的研究方法，通过实验手段熟悉物质的物理化学性质与化学反应规律之间的关系，学会重要的物理化学实验技术和基本的实验仪器的使用。
2. 掌握实验数据的处理及实验结果的分析和归纳方法，从而加深对物理化学基本理论和概念的理解，增强解决实际化学问题的能力。
3. 对学生进行实验工作的综合训练,使之具有基本的科研素质，培养其严谨的、实事求是的工作作风和科学态度。 物理化学实验课的基本任务是：
通过严格的、定量的实验研究物质的物理化学性质和化学反应规律，使学生既具有坚实的实验基础，又具有初步的研究能力，实现学生由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变。
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三、实验内容及要求
物理化学实验学时为64学时，其中2学时讲座，64学时安排12个实验。本大纲提出23个实验供选择。也可根据实际情况自选实验内容。为使学生对物理化学实验的概貌有所了解，在选择时要兼顾到热力学、动力学、电化学和胶体表面化学部分均有代表性的实验，而且还应在实验方法和实验技术上使学生得到较全面的训练。建议热化学选1-2个，相平衡选2个，动力学1-2个，电化学选1-2个，化学平衡选1个，胶体与表面化学1-2个；其它选4~5个。
1、学时分配
序号 实验 类型 实验类别 实验项目名称 学时 实验基本内容 实验基本要求 1 2 3 4 5 6 物理化学实验的一般知识教育 计算机软件在数据处理中的应用 恒温槽的组装及性能测试 燃烧热的测定 凝固点降低法测定相对分子质量 纯物质液体饱和蒸气压的测定 二组分完全互溶系统的气－液平衡相图的绘制 电导滴定 蔗糖转化反应速率常数的测定 原电池电动势的测定及其应用 最大气泡压力法测定溶液表面张力 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 吸附柱层析 BF3-Na(Au)体系量子化学计算 2 4 4 4 4 4 基础 基础 基础 基础 基础 基础 必开 选开 选开 必开 必开 必开 见后要求和内容说明 见后要求和内容说明 7 8 9 10 11 12 13 14
4 4 4 4 4 4 4 4 基础 提高 基础 基础 基础 基础 提高 提高 必开 必开 必开 必开 必开 必开 必开 必开 2
15 16 17 非平衡态热力学B-Z振荡反应 二组分金属相图的绘制 粘度法测定聚合物的摩尔质量 4 6 6 提高 基础 基础 选开 必开 选开 固液吸附法测定比18 表面：亚甲基蓝在活性炭上的吸附 19 偶极矩的测定 紫外分光光度计法20 测定稀溶液的活度系数 21 乳状液的制备和性质 6 4 6 综合 基础 综合 必开 选开 选开 4 5 2 提高 提高 基础 选开 选开 必开 22 胶体的制备和电泳 23 合计 实验操作考试 注：必开实验64学时，选开实验35学时
实验基本要求和内容说明：
实验一 物理化学实验的一般知识教育（2学时）
【实验基本要求】
1、理化学实验时要达到目的和实验要求；
2、做物理化学实验前的准备工作和实验后的收尾工作。 【实验内容】 1、实验室规则教育； 2、化学实验报告的书写。
实验二 计算机软件在数据处理中应用（4学时）
【实验基本要求】
学会使用Origin软件处理数据 【实验内容】 1、直线方程拟合
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2、曲线方程拟合
实验三 恒温槽的组装及性能测试（4学时）
【实验基本要求】
1、恒温槽的构造和恒温原理； 2、学会恒温槽操作技术。 【实验内容】 1、学生装配恒温槽；
2、测定二个不同温度下仪器的灵敏度曲线。
实验四 燃烧热的测定（4学时）
【实验基本要求】
1、熟悉氧弹卡计的构造及测量原理；
2、了解氧气钢瓶和电子温差计的正确使用方法； 3、掌握氧弹卡计测量的有关技术；
4、掌握数据处理，雷诺作图和误差计算及分析。 【实验内容】
用氧弹卡计测定萘的燃烧热，并计算萘的生成热。
实验五 凝固点降低法测定相对分子质量（4学时）【实验基本要求】
1、掌握使用贝克曼温度计和电子温差计； 2、加深对稀溶液依数性质的理解。 【实验内容】
1、掌握溶液凝固点的测量技术； 2、用凝固点降低法测萘的摩尔质量。
实验六 纯物质液体饱和蒸气压的测定（4学时）
【实验基本要求】
1、明确液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念； 2、了解克劳修斯－克拉贝龙方程的意义及应用；
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3、学会使用图解法测液体的平均摩尔气化热和正常沸点。 【实验内容】
1、学会用静态法(或动态法)测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压； 2、初步掌握真空实验技术； 3、用作图法测纯水的摩尔汽化热。
实验七 二组分完全互溶系统的气－液平衡相图的绘制（4学时）
【实验基本要求】
1、掌握回流冷凝法测定气液两相平衡的组成及沸点的方法； 2、掌握用折光率法确定二元组分组成的原理和方法； 3、掌握Abbe折射仪的使用方法。 【实验内容】
1、绘制在标准大气压力下环己烷－乙醇双液系的气液平衡相图； 2、作图法找最低恒沸点及组成。
实验八 电导滴定（4学时）
【实验基本要求】
1、了解不同电解质溶液电导率的变化关系； 2、掌握电导仪的使用方法。 【实验内容】
测定酸碱中和反应的等当点。
实验九 蔗糖转化反应速率常数的测定（4学时）
【实验基本要求】
1、了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系； 2、了解旋光仪的构造、基本原理，掌握其正确的使用方法。 【实验内容】
用旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。
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实验十 原电池电动势的测定及其应用（4学时）
【实验基本要求】
1、掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法。 2、掌握电位差计的使用方法。 3、熟悉电极和盐桥的制备方法。
4、掌握通过测量原电池电动势计算热力学函数变化值的原理、方法。 【实验内容】
电极的制备与处理；测定原电池的电动势
实验十一 最大气泡压力法测定溶液表面张力（4学时）
【实验基本要求】
1、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； 2、掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术。 【实验内容】
1、测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力； 2、计算出正丁醇表面吸附量。
实验十二 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定（4学时）
【实验基本要求】
1、了解二级反应的特点，并计算二级反应的速率常数； 2、掌握电导仪的使用方法。 【实验内容】
1、电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数；
2、了解该反应活化能的测定方法，并计算出活化能。
实验十三 吸附柱层析（4学时）
【实验基本要求】
吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相，以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法；
1. 了解吸附柱层析的基本原理即固-液相吸附和解吸原理；
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2. 掌握吸附柱层析的一般操作技术； 【实验内容】
1、固定相固体吸附剂的装填方法； 2、几种碱性染料的定性分离。
实验十四 BF3-Na(Au)体系量子化学计算（4学时）
【实验基本要求】
1、学习使用Gassian软件； 2、了解吸附能的概念及其计算； 3、了解吸附活化体系的量子化学描述。 【实验内容】 1、BF3体系的计算： 2、Au体系的计算： 3、BF3-Au体系的计算
实验十五 非平衡态热力学B-Z振荡反应（4学时）
【实验基本要求】
1、了解Belousov-Zhabotinsky反应(简称BZ反应)的基本原理，掌握研究化学振荡反应的一般方法。
2、掌握硫酸介质中铈离子作催化剂时，丙二酸被溴酸氧化体系的基本原理。 3、了解化学振荡反应的电势测定方法。
4、测定硫酸-丙二酸-HBrO3–硝酸铈铵化学振荡体系振荡反应的诱导期与振荡周期，并求出有关反应的活化能。 【实验内容】
1、所需溶液的精确配制； 2、测量实验装置的安装及联机；
3、测量及诱导表观活化能(Eu)和振荡表观活化能(EZ)。
实验十六 二组分金属相图的绘制（6学时）
【实验基本要求】
1、了解热分析法绘制合金体系相图的实验原理；
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2、学会实验操作技术和分析步冷曲线。 【实验内容】 测定最低共熔点。
实验十七 粘度法测定聚合物的摩尔质量（4学时）
【实验基本要求】
掌握用乌贝路德粘度计测定粘度的原理和方法。 【实验内容】
测定聚合物—聚乙二醇的平均相对分子质量。
实验十八 固液吸附法测定比表面：亚甲基蓝在活性炭上的吸附（4学时）
【实验基本要求】
1、用溶液吸附法测定活性炭的比表面积；
2、了解溶液吸附法测定吸附剂比表面积的原理和方法。 【实验内容】 1、吸附剂的活化； 2、标准溶液的精确配制； 3、AC工作曲线的绘制；
3、工作波长的选择、吸光度的测量及比表面积的计算。
实验十九 偶极矩的测定（4学时）
【实验基本要求】
1、用溶液法测定丙酮的偶极矩。 2、了解分子偶极矩和分子电性质的关系 3、掌握折射法测偶极矩的实验技术。 【实验内容】 1、溶液的配制； 2、折光率的测定； 3、介电常数的测定； 4、数据处理及结果计算。
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实验二十 紫外分光光度计法测定稀溶液的活度系数（4学时）
【实验基本要求】
1、了解紫外分光光度法测定稀溶液活度系数的基本原理；
2、用紫外分光光度法测定萘在硫酸铵水溶液中的活度系数，并求出极限盐效应常数； 3、了解和初步掌握紫外分光光度计的使用方法。 【实验内容】
1、所需溶液的精确配制； 2、光谱测定；
3、数据处理即吸光系数k和极限盐效应常数K的求得。
实验二十一 乳状液的制备和性质（4学时）
【实验基本要求】
1、了解乳状液的制备原理；
2、掌握乳状液以及鉴别其性质的方法。 【实验内容】 1、乳状液的制备； 2、乳状液类型鉴别； 3、乳状液的破坏和转相。
实验二十二 胶体的制备和电泳（5学时）
【实验基本要求】
1、掌握电泳法测定ξ电势的原理与技术； 2、学会胶体的制备方法；
3、加深理解电泳是胶体中液相在外电场作用下相对移动而产生的电性现象。 【实验内容】
1. 纯化氢氧化铁溶胶的制备；
2、掌握好装电泳管的技术，必须做到辅助液与溶胶的界面分明； 3、 测定电泳速度U和电位梯度及胶体溶液的ξ电位。
实验二十三 实验操作考试（2学时）
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【考试基本要求】
1、督促学生重视实验操作； 2、检验教学和学习效果。 【考试内容】
仪器的测量原理、测量对象、具体操作，使用注意事项。
四、实验课成绩考核与评定标准
根据实验预习、实验操作、实验报告以及最后的考试成绩等项目进行综合考评，评定依据为：预习分 10% + 操作分 40% + 实验报告分 40% + 实验考核分 10% 。以课堂考核为主，包括预习、操作、实验报告三部分，其中预习着重于对实验原理的掌握和实验过程的分析；实验操作着重于规范操作和仪器使用方法掌握；实验报告评分看重学生的分析问题和解决问题的能力，分为①报告完整（20%），②图表规范（25%），③数据处理（30%），④结论正确（15%），⑤书写工整（10%）等五项。
五、实验教材（指导书）、参考书
1、山东大学等校合编．物理化学实验. 山东大学出版社，1999. 2、复旦大学等编．物理化学实验. 北京：高等教育出版社，1993.
4、山东大学、山东师范大学等校合编. 基础化学实验. 化学工业出版社，2004. 5、夏海涛主编．物理化学实验. 南京大学出版社，2006. 6、崔献英等编．物理化学实验.中国科学技术大学出版社，2000.
编写人：物理化学教研室 时间：2015.6
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