《物理化學(xué)實驗課》教學(xué)大綱

《物理化學(xué)實驗課》教學(xué)大綱一、

基本信息課程代碼：090069實驗課程名稱:物理化學(xué)英文名稱:

PhysicalChemistry

Experiment課程總學(xué)時:32

總學(xué)分:1.0

實驗學(xué)時:32適用對象：應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、高分子材料、材料化學(xué)、食品科學(xué)、生物工程、食品質(zhì)量與安全、包裝工程、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、資源環(huán)境科學(xué)

二、

實驗課程的性質(zhì)與任務(wù)物理化學(xué)是從化學(xué)現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手尋找化學(xué)變化規(guī)律的一門學(xué)科。物理化學(xué)實驗是物理化學(xué)必不可少的組成部分。物理化學(xué)實驗綜合運(yùn)用了物理和化學(xué)領(lǐng)域一些重要實驗技術(shù)和手段以及數(shù)學(xué)運(yùn)算方法來研究物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)以及這些物理化學(xué)性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系。學(xué)生通過做實驗可以進(jìn)一步掌握物理化學(xué)的理論，掌握基本的物理化學(xué)實驗技術(shù)和方法。

三、

實驗教學(xué)目的與要求物理化學(xué)實驗是一門獨(dú)立的課程，是化學(xué)學(xué)科一個重要分支，它綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各個分支所需要的基本研究工具和方法。物理化學(xué)實驗通過實驗的手段，研究物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)以及這些物理化學(xué)性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系。物理化學(xué)實驗課的主要目的是使學(xué)生掌握物理化學(xué)實驗的基本方法和技能；培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象、正確處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果的能力；掌握有關(guān)物理化學(xué)的原理，提高學(xué)生靈活運(yùn)用物理化學(xué)原理的能力。通過實驗，使學(xué)生初步了解物理化學(xué)的研究方法，從而增強(qiáng)解決實際化學(xué)問題的能力。通過物理化學(xué)實驗教學(xué)，還可以加深對物理化學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)中某些重要的基本理論和概念的理解。

四、

考核辦法和成績評定標(biāo)準(zhǔn)考試成績占總成績的40％，平時成績占總成績的60％

五、

實驗指導(dǎo)書李英玲、穆筱梅編《物理化學(xué)實驗講義》（西北工業(yè)大學(xué)出版社）

六、

實驗項目、內(nèi)容與要求實驗一

燃燒焓的測定實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.用彈式量熱計測定萘的燃燒焓。2.明確燃燒焓的定義，了解燃燒焓與燃燒反應(yīng)熱力學(xué)能變之間的關(guān)系。3.了解量熱計的構(gòu)造、原理和使用方法。

教學(xué)要求：掌握化合物燃燒焓的測定方法

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：物質(zhì)的燃燒熱是指一摩爾物質(zhì)完全燃燒時的熱效應(yīng)，廣泛地用在各種熱化學(xué)計算中，文獻(xiàn)中已經(jīng)報道了許多物質(zhì)的燃燒熱和反應(yīng)熱。物質(zhì)的燃燒熱通常用氧彈量熱計來測量。氧彈量熱計是一種重要的熱化學(xué)儀器，在熱化學(xué)、生物化學(xué)以及某些工業(yè)部門廣泛使用。

實驗二

凝固點(diǎn)降低法測定分子量實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.

掌握一種常用的分子量測定方法。2.

通過實驗進(jìn)一步理解稀溶液理論。

教學(xué)要求：掌握稀溶液的依數(shù)性的測定方法

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：含非揮發(fā)性溶質(zhì)的二組分稀溶液的凝固點(diǎn)低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)。這是稀溶液的依數(shù)性之一。當(dāng)指定了溶劑的種類和數(shù)量后，凝固點(diǎn)降低值取決于所含溶質(zhì)分子的數(shù)目，即溶劑的凝固點(diǎn)降低值與溶液的濃度成正比。

實驗三

雙液系氣－液平衡相圖的測繪實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.

掌握用沸點(diǎn)儀測沸點(diǎn)的方法。2.

繪制乙酸乙酯－乙醇的沸點(diǎn)－組成圖。

教學(xué)要求：確定乙酸乙酯－乙醇的恒沸組成和恒沸點(diǎn)

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：常溫下，兩液體物質(zhì)可按任意比例互溶而形成的混合物，稱為完全互溶雙液系。對于純態(tài)液體，外壓一定時，其沸點(diǎn)是一定的，而對于雙液系，外壓一定時，其沸點(diǎn)還與組成有關(guān)，并且在沸點(diǎn)時，平衡的氣、液兩相組成不同。

實驗四

蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.

測定蔗糖在酸中水解的速率常數(shù)。2.

學(xué)會使用旋光儀。

教學(xué)要求：確定蔗糖在酸中水解的速率常數(shù)

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光物質(zhì)，它們比旋光度分別為：[

蔗]

=66.65°、[

葡]

=52.5°和[

果]

=

-91.9°。這里的α表示在20℃時用鈉黃光作光源測得的旋光度。正值表示右旋，負(fù)值表示左旋。由于蔗糖的水解是能進(jìn)行到底的，又由于生成物中果糖的左旋遠(yuǎn)大于葡萄糖的右旋，所以生成物呈左旋光性。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，系統(tǒng)逐漸由右旋變?yōu)樽笮?，直至左旋最大。設(shè)反應(yīng)開始測得的旋光度為

，經(jīng)

分鐘后測得的旋光度為

，反應(yīng)完畢后測得的旋光度為

。

實驗五

乙酸乙酯皂化反應(yīng)實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.

測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)和反應(yīng)活化能。2.

掌握電導(dǎo)率儀的使用方法。

教學(xué)要求：進(jìn)一步了解二級反應(yīng)的特點(diǎn)

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：本實驗用電導(dǎo)法測定反應(yīng)系統(tǒng)在不同時刻的電導(dǎo)，跟蹤反應(yīng)物濃度隨時間的變化情況，從而求出反應(yīng)速率常數(shù)。隨著皂化反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中導(dǎo)電能力強(qiáng)的OH-離子逐漸被導(dǎo)電能力弱的CH3COO-離子所取代，所以溶液的電導(dǎo)逐漸減小。

實驗六

用最大氣泡法測定液體的表面張力實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.

用最大氣泡法測定乙醇水溶液的表面張力。2.

學(xué)會用圖解法計算不同濃度下溶液的表面吸附量。

教學(xué)要求：進(jìn)一步了解溶液濃度、表面張力和吸附量之間的關(guān)系

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：恒溫恒壓下的純?nèi)軇┑谋砻鎻埩橐欢ㄖ?，若在純?nèi)軇┲屑尤肽芙档推浔砻鎻埩Φ娜苜|(zhì)時，則表面層中溶質(zhì)的濃度比溶液內(nèi)部濃度高；若加入能增大其表面張力的溶質(zhì)時，則溶質(zhì)在表面層中的濃度比溶液內(nèi)部濃度低。這種現(xiàn)象稱為表面吸附。

實驗七

表面活性劑臨界膠束濃度CMC的測定實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.

測定表面活性劑臨界膠束濃度CMC，并加深對表面活性劑性質(zhì)的理解。2.

了解測量CMC的各種實驗方法。

教學(xué)要求：進(jìn)一步了解CMC是表面活性劑的一種重要量度

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：表面活性劑分子是由具有親水性的極性基團(tuán)和具有憎水性的非極性基團(tuán)所組成的有機(jī)化合物，當(dāng)它們以低濃度存在于某一體系中時，可被吸附在該體系的表面上，采取極性基團(tuán)向著水，非極性基團(tuán)脫離水的表面定向，從而使表面自由能明顯降低。表面活性劑廣泛用于石油、紡織、農(nóng)藥、采礦、食品、民用洗滌等各個領(lǐng)域，具有潤濕、乳化、洗滌、發(fā)泡等重要作用。

實驗八

醋酸解離常數(shù)的測定實驗類型：驗證實驗學(xué)時：4每組人數(shù)：2

實驗?zāi)康模?.

了解對消法測電動勢的基本原理，學(xué)習(xí)電極及鹽橋的使用方法。2.

掌握可逆電池電動勢測定的應(yīng)用，學(xué)會電池的裝配方法。

教學(xué)要求：進(jìn)一步了解測定電池電動勢的方法

教學(xué)方法：課堂講解、動手操作

實驗內(nèi)容提要：利用各種氫離子指示電極與參比電極組成電池，即可從測得的電池電動勢算出溶液的pH值，常用指示電極有：氫電極、醌氫醌電極和玻璃電極。今討論醌氫醌(Q·H2Q)電極。Q·H2Q

為醌(Q)與氫醌(H2Q)的等分子化合物，在水溶液中部分分解。

實驗九

溶液偏摩爾體