实验课程名称：物理化学实验
英文名称：Experimental physical chemistry
课程类别：必修
课程代码：（以培养计划为准）
本大纲主笔人：莫婉玲
一、学时学分
课程总学时：48学时，总学分：3，实验学时：48学时，实验学分：3。
二、本实验课的配套教材
周井炎主编，《基础化学实验》上册，华中科技大学出版社，武汉，2004。
三、本实验课的任务、性质与目的
物理化学实验课是化学化工系本科生的一门必修课，是继普通物理与无机及分析化学实验课后开设的一门基础实验课。是化工专业实验教学体系中的重要组成部分，是物理化学理论课程的延伸。它利用物理学的方法和手段，综合了化学中所需的基本研究方法和工具，研究物质的物理性质及其与化学变化和相变化之间的关系。其教学目的和任务主要是：巩固并加深对物理化学概念和理论的理解，掌握物理化学实验的基本方法、实验技术及常用仪器的构造、原理和使用方法，学会正确观察记录实验现象和数据、处理实验数据、分析实验结果、撰写实验报告，培养节约、卫生、环保的良好习惯和认真、严谨、求实的科学精神，为学生今后做专业实验、毕业论文及独立开展科学研究打下坚实的基础。
四、本实验课的基本理论
物理化学
五、实验方式与基本要求
这门课程的将通过实验预习和课前讲解，使学生独立完成至少12个实验，实验内容涉及化学热力学、化学动力学、电化学、表面与胶体化学和气体的PVT性质的测定等实验原理、方法和测试技术，从而达到培养学生综合运用所学的理论知识，以及物理和化学领域研究中的一些重要实验技术、手段和数学方法来研究物质的物理化学性质与化学反应规律，解决有关化学问题，为今后的毕业论文和将来的科学研究打下必要的基础。
教学中的注意事项主要有两点：一为基本实验要求一定要达标，如学生要具备科学的实验习惯、善于思考和对实验现象的正确记录与表述等；二为采用灵活合理的教学方法，提高学生对实验教学的兴趣并强调对学生的素质教育。
六、考核与评分方式
预习情况（10%）、实验动手能力（30%）及实验数据的记录（10%）、实验报告（50%）
七、实验项目设置与内容提要
序号 |
实验项目名称 |
内 容 提 要 |
主要仪器设备 |
1 |
恒温槽的装配和性能测试 （验证性） |
通过恒温槽的装配和性能测试，了解恒温槽的构造和恒温原理，掌握其装配和调试的基本技术；掌握水银接点温度计、热敏温度计的基本测量原理和使用方法；绘制恒温槽灵敏度曲线。 |
玻璃缸、加热器、搅拌器、继电器、接触温度计、贝克曼温度计，各4套 |
2 |
液体饱和蒸气压的测定 （验证性） |
用等压管法测定不同温度下乙醇的饱和蒸气压，并应用克劳修斯─克拉贝龙方程式求出所测温度范围内的平均摩尔气化焓及正常沸点，了解纯液体饱和蒸气压与温度的依赖关系。学会使用温度计与气压计及其校正方法，学会真空泵的使用，进一步熟悉恒温槽的构造和使用。 |
饱和蒸气压测量装置、玻璃恒温水槽、旋片真空泵，4套 |
3 |
双液系的气液平衡T-X相图 （验证性） |
采用回流冷凝法、用沸点仪测定一系列不同组成的环己烷/乙醇双液系在常压下的沸点，绘出气液平衡相图。了解阿贝折射仪的测量原理并掌握其的操作方法，掌握沸点测量技术，掌握相图的基本知识。 |
沸点测定仪、精密稳流电源、阿贝折射仪，4套 |
4 |
蔗糖水解反应 （验证性） |
蔗糖水解是一个典型的准一级反应。本实验通过测量体系的旋光度代替浓度的测定。根据旋光度与动力学参数的关系，从而计算反应速度常数。 |
圆盘旋光仪和秒表各4套。恒温槽一台 |
5 |
固体和液体燃料燃烧热的测定 (验证性) |
1、通过燃烧热的测定，了解氧弹量热计各主要部件的作用，掌握燃烧热的测量技术； 2、了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系； 3、学会应用雷若作图法校正温度改变值； |
万用电表，氧气钢瓶，氧气表，分析天平（精度0.0001g）和托盘天平各１个，氧弹卡计，数字温差测量仪各4台（精度0.001℃），压片机２台 |
6 |
表面张力的测定 （验证性） |
用最大气泡法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力，利用吉布斯公式计算不同浓度下溶液的吸附量。通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和吸附量关系的理解； |
表面张力测定仪、超级恒温槽，4套 |
7 |
电泳 （验证性） |
电泳法测定氢氧化铁胶粒电泳速度和溶胶的电动电势，观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质。用电泳法测定胶粒速度和溶胶ξ电位。加深对胶体性质的理解 |
稳压电源、电泳仪、铂电极、秒表，4套 |
8 |
偶极矩的测定 （验证性） |
偶极矩的测定通常采用溶液法，即先将被测物质与非极性溶剂配制成5—6个不同浓度的稀溶液，再通过测量这些溶液的介电常数，折射率和密度，根据Debye方程计算出溶质分子的偶极矩。 |
介电常数测量仪、电容池、阿贝折射仪各4套，分析天平1台 |
9 |
磁化率的测定 （验证性） |
测定物质的磁性与测定其光、电、热等性质一样。它是研究物质结构的基本方法之一。本实验用古埃磁天平测定物质的磁化率。计算它们的未成对电子数（单电子数）。这对于判断分析一些络合物的价键类型和空间结果有重要意义。 |
磁天平4套 |
10 |
CO2临界和超临界性质测定 （综合性） |
了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的认识和理解。掌握CO2的P-V-T关系的测定方法，学会实验测定实际气体状态变化规律的方法和技术。学会活塞式压力计的正确使用方法。 |
CO2临界性质测试系统（压力台、恒温器和试验台本体及其防护罩），4套 |
11 |
电动势的测定及其应用 （综合性） |
制备电极和盐桥，了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念,测定铜锌电极电势和用醌氢醌电极测定不同浓度HAc溶液的pH值。掌握电位差计的测量原理和测量电动势的方法；学会用电动势法测定溶液的pH值。 |
电子电位差计、各类电极，4套 |
12 |
乙酸乙酯皂化反应 （综合性） |
乙酸乙酯皂化反应是一个比较典型的动力学实验。本实验测量浓度的方法采用电导法。通过追踪不同时间下的电导率，根据电导率与所需动力学参数的关系，即可测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数和活化能。 |
电导率仪，电导电极，计算机，玻璃恒温水浴，双管反应器等各4套 |
序号 |
实验项目名称 |
内 容 提 要 |
主要仪器设备 |
1 |
恒温槽的装配和性能测试 （验证性） |
通过恒温槽的装配和性能测试，了解恒温槽的构造和恒温原理，掌握其装配和调试的基本技术；掌握水银接点温度计、热敏温度计的基本测量原理和使用方法；绘制恒温槽灵敏度曲线。 |
玻璃缸、加热器、搅拌器、继电器、接触温度计、贝克曼温度计，各4套 |
2 |
液体饱和蒸气压的测定 （验证性） |
用等压管法测定不同温度下乙醇的饱和蒸气压，并应用克劳修斯─克拉贝龙方程式求出所测温度范围内的平均摩尔气化焓及正常沸点，了解纯液体饱和蒸气压与温度的依赖关系。学会使用温度计与气压计及其校正方法，学会真空泵的使用，进一步熟悉恒温槽的构造和使用。 |
饱和蒸气压测量装置、玻璃恒温水槽、旋片真空泵，4套 |
3 |
双液系的气液平衡T-X相图 （验证性） |
采用回流冷凝法、用沸点仪测定一系列不同组成的环己烷/乙醇双液系在常压下的沸点，绘出气液平衡相图。了解阿贝折射仪的测量原理并掌握其的操作方法，掌握沸点测量技术，掌握相图的基本知识。 |
沸点测定仪、精密稳流电源、阿贝折射仪，4套 |
4 |
蔗糖水解反应 （验证性） |
蔗糖水解是一个典型的准一级反应。本实验通过测量体系的旋光度代替浓度的测定。根据旋光度与动力学参数的关系，从而计算反应速度常数。 |
圆盘旋光仪和秒表各4套。恒温槽一台 |
5 |
固体和液体燃料燃烧热的测定 (验证性) |
1、通过燃烧热的测定，了解氧弹量热计各主要部件的作用，掌握燃烧热的测量技术； 2、了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系； 3、学会应用雷若作图法校正温度改变值； |
万用电表，氧气钢瓶，氧气表，分析天平（精度0.0001g）和托盘天平各１个，氧弹卡计，数字温差测量仪各4台（精度0.001℃），压片机２台 |
6 |
表面张力的测定 （验证性） |
用最大气泡法测定不同浓度乙醇溶液的表面张力，利用吉布斯公式计算不同浓度下溶液的吸附量。通过对不同浓度乙醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和吸附量关系的理解； |
表面张力测定仪、超级恒温槽，4套 |
7 |
电泳 （验证性） |
电泳法测定氢氧化铁胶粒电泳速度和溶胶的电动电势，观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质。用电泳法测定胶粒速度和溶胶ξ电位。加深对胶体性质的理解 |
稳压电源、电泳仪、铂电极、秒表，4套 |
8 |
偶极矩的测定 （验证性） |
偶极矩的测定通常采用溶液法，即先将被测物质与非极性溶剂配制成5—6个不同浓度的稀溶液，再通过测量这些溶液的介电常数，折射率和密度，根据Debye方程计算出溶质分子的偶极矩。 |
介电常数测量仪、电容池、阿贝折射仪各4套，分析天平1台 |
9 |
磁化率的测定 （验证性） |
测定物质的磁性与测定其光、电、热等性质一样。它是研究物质结构的基本方法之一。本实验用古埃磁天平测定物质的磁化率。计算它们的未成对电子数（单电子数）。这对于判断分析一些络合物的价键类型和空间结果有重要意义。 |
磁天平4套 |
10 |
CO2临界和超临界性质测定 （综合性） |
了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的认识和理解。掌握CO2的P-V-T关系的测定方法，学会实验测定实际气体状态变化规律的方法和技术。学会活塞式压力计的正确使用方法。 |
CO2临界性质测试系统（压力台、恒温器和试验台本体及其防护罩），4套 |
11 |
电动势的测定及其应用 （综合性） |
制备电极和盐桥，了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念,测定铜锌电极电势和用醌氢醌电极测定不同浓度HAc溶液的pH值。掌握电位差计的测量原理和测量电动势的方法；学会用电动势法测定溶液的pH值。 |
电子电位差计、各类电极，4套 |
12 |
乙酸乙酯皂化反应 （综合性） |
乙酸乙酯皂化反应是一个比较典型的动力学实验。本实验测量浓度的方法采用电导法。通过追踪不同时间下的电导率，根据电导率与所需动力学参数的关系，即可测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数和活化能。 |
电导率仪，电导电极，计算机，玻璃恒温水浴，双管反应器等各4套 |
注：（1）计划学时均为4学时；（2）每组人数均为1人；（3）所在实验室均为化学楼。
