物理化学实验

第一部分绪论

第一节物理化学实验的目的及要求

第二节物理化学实验的安全防护

第三节实验规则

第四节数据测量与误差

第五节实验数据常用处理方法

第六节Origin软件在物理化学实验数据处理中的应用

第二部分实验内容

实验一凝固点降低法测定摩尔质量

实验二燃烧热的测定

实验三双液系的气-液平衡相图

实验四电热补偿法测定KNO,的溶解热

实验五测定丙酮碘化反应的反应速率常数

实验六旋光法测定蔗糖转化反应的反应速率常数实验七甲基红离解平衡常数的测定

实验八弛豫法测定铭酸根-重铬酸根反应速率常数实验九电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数实验十BZ振荡反应

实验十一分光光度法测定蔗糖酶的米氏常数

实验十二测定过氧化氢催化分解反应的反应速率常数实验十三电位滴定法测定溶液浓度

实验十四电导法测定弱电解质的电离平衡常数

实验十五原电池电动势的测定

实验十六希托夫法测定离子迁移数

实验十七电势-pH值曲线的测定

实验十八化学电池温度系数的测定

实验十九电导法测定难溶盐的溶解度

实验二十折射法测定溶液浓度

实验二十一溶液表面张力的测定

实验二十二溶液吸附法测定活性炭的比表面积

实验二十三氢氧化铁胶体电动电势的测定

实验二十四黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量

实验二十五表面活性剂临界胶束浓度的测定

实验二十六络合物磁化率的测定

实验二十七苯分子轨道和电子结构

第三部分仪器简介

第一节SWC-IID精密数字温度温差仪

第二节SYP-皿玻璃恒温水浴

第三节SYC-15C超级恒温水浴

第四节电导率仪

第五节数字酸度计

第六节pH-3V酸度电势测定装置

第七节SDC-皿数字电位差综合测试仪

第八节阿贝折射仪

第九节圆盘旋光仪

第十节磁天平

第十一节气体钢瓶及减压阀

第四部分物理化学实验常用数据表

附录一不同温度下水的密度

附录二不同温度下水的饱和蒸气压

附录三不同温度下水和乙醇的折射率

附录四一些液体的蒸气压

附录五一些气体的密度

附录六不同温度下水的表面张力

附录七力单位换算

附录八压力单位换算

附录九能量单位换算

附录十国际单位制中具有专用名称导出单位

附录十一用于构成十进倍数和分数单位的词头附录十二廿汞电极的电极电势与温度的关系附录十三常用参比电极电势及温度系数附录十四水的黏度(厘泊)

附录十五KCl溶液的电导率*.

参考文献

第一节物理化学实验的目的及要求

一、物理化学实验的目的

物理化学实验是一门单独设置的基础化学实验课程,其内容是利用物理方法研究化学反应的变化规律。通过实验,学生学习到基本的物理化学实验方法和测量技术;通过使用先进的仪器进行科学实验,学生提高动手能力,加深对物理化学基本原理的理解,提高应用理论知识解决实际问题的能力,进而提高创新能力。实验课程可培养学生查阅文献、仔细观察实验现象、准确测定和处理实验数据、正确表达实验结果的能力,培养学生团结协作的优良品德,培养实事求是的科学态度,培养学生勤奋学习、勤俭节约的科学精神。

二、物理化学实验的基本要求

1.预习。

物理化学实验与其他基础化学实验不同,其要求学生在进实验室之前必须仔细阅读实验教材及相关资料中有关的实验内容及基础知识,明确本次实验中的测定量、最终求算量、实验方法、使用仪器、实验条件等。在此基础上，学生还可以将实验目的、实验原理、仪器试剂、操作步骤、数据记录表和实验时的注意事项以及预习时产生的疑难问题等写在预习报告中。

进人实验室后不要急于动手进行实验，首先要对照检查、核对实验仪器,看仪器是否完好。发现问题及时向指导教师提出，然后对照仪器进一步预习,并接受教师的提问、讲解,在教师的指导下做好实验准备工作。

实践证明,实验前充分地预习是获得良好的实验效果和准确的实验结果的重要保证。

2.实验操作。

实验前,要先检查仪器、试剂及实验室低值品是否符合实验要求,并做好实验的各项准备工作。经指导教师同意后,方可按照实验要求安装调试实验设备,进行实验。

在实验操作中,要严格控制实验条件，仔细观察与分析实验现象,发现异常现象应查明原因，或请指导教师帮助分析处理。应客观、正确地记录原始数据(实验原始数据还应包括实验日期、室温、大气压、仪器名称与型号、试剂名称与纯度、溶液浓度等)。原始数据不得涂改，数据太少的应多做几次实验,记录数据要实事求是、详细准确。

实验结束后整理并清洁实验所用的仪器、试剂等,实验废液按规定回收存放。经实验指导教师检查实验数据、验收实验仪器和实验试剂,并在原始数据记录表上签字后方能离开实验室。

3.实验报告

实验报告是对实验过程的总结。写实验报告，可以培养和锻炼学生分析问题与解决问题的能力。撰写实验报告时要认真思考，深人研究,计算正确,字迹清楚,条理分明。

要求每个学生独立完成数据处理。所有的实验报告要如实反映实验结果,不能拼凑或伪造数据。

实验报告的内容包括实验目的、简明原理、仪器与试剂、实验装置简图(有时可用方块图表示)、实验操作步骤、数据处理过程、实验结果与讨论和思考题。数据处理应有原始数据记录表和计算结果表(有时二者可合二为一),需要计算的数据必须列出算式。多组数据，可列出其中一组数据的算式,作图时必须遵循数据处理部分的要求,数据处理中不仅包括表格、作图和计算,还应有必要的文字叙述。例如:“所得数据列人xx表”,“由表中数据作xx~xx图”等,以使写出的报告更加清晰、明了,逻辑性强,便于批阅和以后参考。结果讨论应包括对实验现象的分析解释、查阅文献的情况，对实验结果误差的定性分析或定量计算,对实验的改进意见和做实验的心得体会等。这些过程是锻炼学生分析、解决问题的重要一环,应予重视

第二节物理化学实验的安全防护

物理化学实验必然涉及实验必要的化学试剂、仪器及实验要用的水、电、气等,所以存在淹水、着火、爆炸、中毒、灼伤、触电等安全隐患。如何防止实验事故的发生以及发生事故以后如何处置,这些都是每一个化学工作者必备的素质。本节主要结合物理化学实验的特点做如下介绍。

一、基本原则

(1)实验时应遵守操作规则,避守一切安全措施，保证实验安全进行。

(2)遵守纪律，不迟到,不早退,保持室内安静，不大声谈笑，不乱走,不在实验室内嬉闹。(3)使用水、电、气、药品试剂等都应本着安全、节约原则。

(4)未经老师允许不得乱动精密仪器,使用时要爱护仪器，如发现仪器损坏,立即向指导教师报告并追查原因。

(5)注意保持室内整洁,纸张等一般物品只能丢人普通废物缸内,碎玻璃等尖锐垃圾投入尖锐垃圾专用回收桶。实验垃圾不能随地乱丢,更不能丢人水槽,以免堵塞。实验完毕后必须将玻璃仪器洗净,把实验台打扫干净，公用仪器、试剂药品等都要整理并放回原位。

(6)实验时要集中注意力、仔细观察、积极思考、认真操作,实验数据要及时、如实、详细地记在实验记录表上,不得涂改和伪造,如有记错可标记后,再在旁边记下正确值。

(7)实验室由同学们轮流值日,结束后,当天值日生负责打扫实验室,检查水、电、气、门窗是否关好,电闸是否关闭,以保证实验室的安全。

本书是西南大学化学化工学院物理化学教研室和公共化学教研室所有教师长期实验教学成果的结晶。本教材共四部分，其中，第一部分绪论，介绍了物理化学实验的目的、要求和注意事项；物理化学实验的安全防护、实验安全规则；物理化学实验误差及误差分析；物理化学实验常用数据处理方法；Origin软件在物理化学实验数据处理中的应用。第二部分为27个基本实验，涵盖了热力学、动力学、电化学、胶体表面化学和物质结构等物理化学各分支学科。第三部分为仪器简介和使用方法，介绍了实验中常用仪器和新型仪器的使用方法。第四部分为物理化学实验常用数据表。本书可作为高等院校化学、环境科学、食品科学等本科专业物理化学实验课程教材。书稿中的大部分实验在实验方法和实验仪器方面较传统教材都具有一定的创新性。