课程名称：物理化学实验 课程编号：
课程类型：（必修）
课程总学时：64 课程总学分：2
开课单位：化学与化工系 适用专业：应用化学（本科）
一、实验目的与任务
物理化学实验是研究物质的物理性质以及这些性质与其化学反应间的关系的一门实验科学。作为一门独立的课程，它是继普通物理、无机化学、有机化学和分析化学等前修课程之后的一门综合基础化学实验课，它综合了化学领域中各分支所需的研究工具和方法。
通过实验，能够达到以下目标：
1.使学生掌握物理化学实验的基本方法和技能；
2.培养学生正确记录实验数据和现象，处理实验数据和分析结果的能力；
3.加强对基本理论和概念的理解；
4.掌握有关物理化学的基本原理和科学研究方法；
5.提高学生灵活运用物理化学原理来解决化学问题的能力。
二、实验项目基本情况一览表
| 序 号 |
实验项目 |
内容提要 |
学时 |
实验 类型 |
必修 （选修） |
| 1 |
实验技能讲座 |
物理化学实验为循环实验，分两学期开设，每学期需要提前一次性讲解实验 |
8 |
演示 |
必修 |
| 2 |
恒温水浴的组装和性能测试 |
了解恒温槽的构造及恒温原理；掌握贝克曼温度计、接触温度计和继电器的基本测量原理和使用方法 |
4 |
验证 |
必修 |
| 3 |
凝固点降低法测定摩尔质量 |
利用凝固点降低法测定高聚物的摩尔质量 |
4 |
设计 |
必修 |
| 4 |
纯液体饱和蒸气压的测定 |
用静态法测定不同温度下乙醇的饱和蒸汽压 |
4 |
设计 |
必修 |
| 5 |
燃烧热的测定 |
用氧弹量热计测量萘的燃烧热。 |
4 |
设计 |
必修 |
| 6 |
中和热的测定 |
用测温量热计测定盐酸和氢氧化钠的中和热，标定量热计水当量。 |
4 |
设计 |
选修 |
| 7 |
双液系的气-液平衡相图 |
用回流冷凝法测定一系列不同组成的二组分液-液体系的沸点,确定平衡时两相组成、绘制相图。 |
4 |
综合 |
必修 |
| 8 |
差热分析 |
用差热仪对含结晶水的硫酸铜进行分析，并解释所得图谱 |
4 |
设计 |
必修 |
| 9 |
二组分固-液相图的绘制 |
用热分析法绘制铅-锡金属体系的相图 |
4 |
综合 |
选修 |
| 10 |
原电池电动势的测定 |
用电位差计测量铜锌电池的电动势和铜、锌电极的电位 |
4 |
设计 |
必修 |
| 11 |
离子迁移数的测定 |
用希托夫法测定溶液中离子迁移数 |
4 |
设计 |
选修 |
| 12 |
金属钝化曲线的测定 |
动态法测定碳钢在碳酸铵溶液中的钝化曲线及极化曲线 |
4 |
综合 |
必修 |
| 13 |
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 |
通过不同温度下蔗糖转化过程中旋光度的测定求其反应速率常数和半衰期。 |
4 |
设计 |
必修 |
| 14 |
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 |
测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 |
4 |
设计 |
必修 |
| 15 |
电渗 |
用电渗法测定 对水的 电势 |
4 |
设计 |
必修 |
| 16 |
粘度法测定水溶性高聚物相对分子量 |
用粘度法测定聚苯乙烯的平均分子量 |
4 |
设计 |
必修 |
| 17 |
最大液泡法测定溶液的表面张力 |
用最大气泡压力法测定醇类水溶液的表面张力并求出相应的吸附量 |
4 |
设计 |
选修 |
三、实验教学参考书、指导书
1．《物理化学实验》使用教材
《物理化学实验》（第三版），复旦大学主编，高等教育出版社出版
2．《物理化学实验》参考书目
《物理化学实验》（第二版），蔡显鄂等主编，高等教育出版社
《物理化学实验》，郑秋荣等主编，中国纺织出版社
《物理化学实验》（第三版），北京大学主编，北京大学出版社
四、说明
1.第一学期开设：实验技能讲座（4课时）、实验2~9（其中实验6、实验9为选修）；
2.第二学期开设：实验技能讲座（4课时）、实验10~17（其中实验12、实验17为选修）。
五、各实验项目说明
实验一 实验技能讲座
1．目的要求
1）讲解物理化学实验绪论，误差分析、数据处理的基本方法；
2）由于物理化学实验为循环实验，因此需要一次性讲解本学期所有物理化学实验的原理、内容、基本操作方法。
2．实验内容
1）测温技术；
2）电学测量；
3）误差分析、数据处理基本方法；
4）物理化学实验室安全知识；
5）讲解本学期所有物化实验的原理、内容、基本操作方法。
实验二 恒温水浴的组装和性能测试
1．目的要求
1）了解恒温槽的构造及恒温原理；
2）掌握贝克曼温度计、接触温度计和继电器的基本测量原理和使用方法。
2．实验内容
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）掌握贝克曼温度计、接触温度计和继电器的使用方法；
3）测绘恒温水浴的灵敏度曲线。
实验三 凝固点降低法测定摩尔质量
1．目的要求
2）掌握溶液凝固点的测定技术；
3）通过实验加深对稀溶液依数性的理解。
2．实验内容
1）测定纯溶剂与溶液凝固点之差
2）用凝固点降低法测定萘的分子量（或摩尔质量）。
实验四 纯液体饱和蒸气压的测定
1．目的要求
1）掌握一种测定液体饱和蒸气压的方法。
2．实验内容
1）熟悉等压计测定饱和蒸气压的原理；
2）用等压计测定不同温度下液体的饱和蒸气压；
3）绘制饱和蒸气压与温度的关系曲线；
4）计算液体的摩尔蒸发焓。
实验五 燃烧热的测定
1．目的要求
1）明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别；
2）了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹热量计的实验技术；
3）学会雷诺图解法校正温度改变值。
2．实验内容
1）用氧弹热量计测定苯甲酸的恒容燃烧热；
2）计算量热计的水当量；
3）用氧弹热量计测定萘的恒容燃烧热；
4）用雷诺图解法校正温度改变值；
5）计算萘的恒压燃烧热。
实验六 中和热的测定
1．目的要求
1）掌握热容的测定方法。
2．实验内容
1）利用通电加热的方法测定量热计常数；
2）测定 中和热。
实验七 双液系的气-液平衡相图
1．目的要求
1）了解物理化学实验手段中常用的物理方法——光学方法的基本原理；
2）绘制双液系的沸点组成图，确定其沸点组成级恒沸温度；
3）掌握阿贝折射计的原理及使用方法。
2．实验内容
1）绘制异丙醇—环己烷双液系的沸点组成图；
2）确定其沸点组成级恒沸温度。
实验八 差热分析
1．目的要求
1）了解差热分析的基本原理和方法；
2）学会使用差热分析仪；
3）学会解释差热分析图谱。
2．实验内容
1）用差热分析仪分析含结晶水的硫酸铜；
2）解释所得差热分析图谱。
实验九 二组分固-液相图的绘制
1．目的要求
1）了解固-液相图的特点；
2）用热分析法绘制铅-锡金属体系的相图；
3）学会热电偶的制作、标定。
2．实验内容
1）制作热电偶；
2）测绘步冷曲线；
3）绘制铅-锡金属体系的相图。
实验十 原电池电动势的测定
1．目的要求
1）了解可逆电池，可逆电极，盐桥等概念；
2）学会铜电极、锌电极和甘汞电极的制备和处理方法；
3）掌握电势差计的测量原理和测定电池电动势的方法。
2．实验内容
1）制备铜、锌电极，处理甘汞电极；
2）测定Cu—Zn电池的电动势；
3）测定Cu、Zn电极的电极电位。
实验十一 离子迁移数的测定
1．目的要求
1）掌握希托夫法测定离子迁移数的原理和方法；
2）掌握库仑计的使用。
2．实验内容
1）测定 水溶液中 的迁移数。
实验十二 金属钝化曲线的测定
1．目的要求
1）了解金属腐蚀的基本原理及腐蚀速度的测定方法；
2）学习绘制阴极极化曲线及钝化曲线；
3）明确各种金属在钝化电位下起保护作用的原理；
4）了解防腐的其他方法：电镀及缓蚀剂的选择及使用方法。
2．实验内容
1）利用动态法测定碳钢在碳酸铵溶液中的钝化曲线及极化曲线。
实验十三 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
1．目的要求
1）根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数；
2）了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
2．实验内容
1）测定蔗糖水解反应过程中的旋光度；
2）利用阿伦尼乌斯方程式计算蔗糖水解反应的速率常数。
实验十四 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
1．目的要求
1）掌握化学动力学的基本概念。
2）熟悉电导率仪的使用方法。
3）测定乙酸乙酯皂化反应的速度常数。
2．实验内容
1）测定反应过程中体系的电导值；
2）利用图解计算法求得二级反应的速率常数。
实验十五 电渗
1．目的要求
1）掌握电渗法测定 电势的原理与技术；
2）理解电渗是胶体中液相在外加电场作用下相对移动而产生的电学现象。
2．实验内容
1）用电渗法测定 对水的 电势。
实验十六 粘度法测定水溶性高聚物相对分子量
1．目的要求
1）掌握用伍氏粘度计测定粘度的原理和方法；
2）测定聚乙烯醇的平均相对分子质量。
2．实验内容
1）用伍氏粘度计测定聚乙烯醇的平均相对分子质量。
实验十七 最大液泡法测定溶液的表面张力
1．目的要求
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）掌握用最大液泡法测定表面张力的原理和技术。
2．实验内容
1）测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力；
2）计算表面吸附量和乙醇分子的横截面积。
