本书分为绪论、实验和附录三部分,实验部分是本书的主要内容,涵盖化学热力学、化学动力学、电化学、表面与胶体化学、创新性实验,共21个实验。另外,为顺应信息化教学趋势,本书补充了部分仿真软件的使用教程。
物理化学实验作为一门独立的实践性基础课程,通过实验手段研究物质的物理化学性质以及性质与化学反应之间的关系,从中形成规律性的认识。通过物理化学实验课使学生掌握物理化学的基本实验技能与科学处理实验数据的方法,增强分析、解决实际问题的能力,为后继的专业实验及毕业论文的顺利完成等打好必要的基础。
《物理化学实验》是根据高等院校化学教材编写会议拟定的《物理化学实验》教材编写大纲进行编写的。全书共分绪论、实验以及附录三部分。绪论主要包括物理化学实验目的和要求、物理化学实验室安全知识、物理化学实验中的误差及数据的表达以及物理化学实验中恒温设备的使用方法等内容。实验部分是本书的主要部分,涵盖化学热力学、化学动力学、电化学、表面与胶体化学、创新性实验,共□1个教学实验内容,半数以上实验属经典的物理化学实验,加入了部分创新性实验,供学生选做。另外,为顺应信息化教学趋势,本书补充了部分仿真软件的使用教程。实验说明的编写包括实验目的、实验原理、仪器试剂、实验步骤、数据处理、思考题等,以便学生通过预习之后,即能独立进行实验,并按要求作好记录和写出实验报告。附录部分列出了实验所需的数据,并介绍了国际单位制及有关单位的换算。
《物理化学实验》由塔里木大学吕喜风、塔里木大学梁鹏举、洛阳理工学院王芳担任主编,塔里木大学丁慧萍、塔里木大学马洪坤担任副主编。具体编写分工如下:塔里木大学丁慧萍编写了绪论部分,塔里木大学吕喜风编写了化学热力学及物理化学仿真软件实训操作部分,塔里木大学梁鹏举编写了化学动力学部分,洛阳理工学院王芳编写了电化学部分;塔里木大学丁慧萍、塔里木大学马洪坤编写了表面与胶体化学部分,塔里木大学穆金城、塔里木大学赵苏亚编写了创新性实验部分,塔里木大学张娜编写了实验中所用仪器使用规范,百色学院张越锋编写了附录,□后由吕喜风、梁鹏举统稿定稿。《物理化学实验》由塔里木大学白红进教授担任主审。感谢北京欧倍尔软件技术开发有限公司对仿真软件的支持。感谢兄弟院校的老师和企事业单位工程技术人员给予的宝贵意见。在此,向编写过程中提供帮助和支持的各位老师和同行深表谢意。
由于编者水平有限,疏漏与不当之处在所难免,恳请读者批评指正。
编者
2020年3月
吕喜风,塔里木大学,副教授,塔里木大学物理化学主讲教师,支持多项科研教学课题。获批本科重点建设课程。多次获得塔里木大学优课酬奖励。获得了塔里木大学第五届青年教师讲课大赛二等奖,所用课件获得塔里木大学十五届多媒体课件大赛二等奖。主编教材两部,参编教材三部。获批并优结题教育部协同育人产学项目一项,获批并优结题塔里木大学高教课题一项,获批物理化学实验室管理软件著作权一项。参与多项教学项目的研究。获得塔里木大学优教师的荣誉。在《化学教育》等核心期刊发表教改论文十余篇。指导完成国家大学生创新项目一项、校级项目一项,在研一项。指导学生获得全国大学生节能减排大赛全国三等奖一项,校二等奖一项。指导学生化工设计大赛获全国奖项多次。
第一章绪论1
一、物理化学实验目的和要求1
二、物理化学实验室安全知识□
三、物理化学实验中的误差及数据的表达5
四、物理化学实验中恒温设备的使用方法16
第二章实验部分17
第一节化学热力学17
实验一中和热的测定17
实验二溶解热的测定□□
实验三燃烧热的测定□7
实验四凝固点降低法测摩尔质量3□
实验五液体饱和蒸气压的测定37
实验六二组分金属相图的绘制43
实验七完全互溶双液系的平衡相图46
第二节化学动力学51
实验八蔗糖转化反应速率常数的测定51
实验九乙酸乙酯皂化反应55
实验十氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定60
实验十一BZ化学振荡反应63
实验十二复杂反应——丙酮碘化速率方程67
第三节电化学71
实验十三离子迁移数的测定71
实验十四电导的测定及其应用77
实验十五电动势的测定及其应用81
实验十六极化曲线的测定87
第四节表面与胶体化学94
实验十七溶液表面张力的测定94
第五节创新性实验10□
实验十八葡萄糖酸锌的制备10□
实验十九□□废弃棉秆制备生物质吸附剂及对Cr6+的吸附研究104
实验二十□□植物用于染料敏化太阳能电池的可行性研究106
实验二十一Co3O4纳米片/碳微球复合物的超级电容器性能108
第六节物理化学仿真软件实训操作109
实验二十二燃烧热的测定虚拟仿真软件使用说明110
实验二十三凝固点降低法测定摩尔质量虚拟仿真软件使用说明134
实验二十四表面张力的测定虚拟仿真软件说明140
实验二十五阴极极化曲线的测定虚拟仿真软件说明150
附录常用实验数据168
附录1国际单位制基本单位(SI)168
附录□有专用名称的国际单位制导出单位168
附录3力单位换算168
附录4压力单位换算169
附录5能量单位换算169
附录6常用物理常数169
附录7水的表面张力170
附录8水的饱和蒸气压170
附录9KCl标准浓度及其电导率值171
附录10量程的分辨率及使用的电极推荐表(测量范围:0~□×105μS/cm)171
附录11电导率范围及对应电极常数推荐表171
附录1□部分液体的蒸气压171
附表13标准电对电极电位表17□
附表14几个电解质实测的离子平均活度系数γ±(□98.15K)179
参考文献180