实验课名称：物理化学实验
英文名称：Experiments in 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：李德忠、白荣献、朱大建、熊辉
一、学时学分
课程总学时：80，总学分：5， 实验学时：80，实验学分：5。
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》课程的性质：应用化学专业本科生的一门必修基础实验课程。
《物理化学实验》课程的目的：物理化学实验是应用化学专业本科四大基础化学实验之一。通过本课程教学，对学生的化学实验基本功和实验技能进行全面、科学的训练。培养学生实事求是的科学态度、严谨的工作作风，科学的思维方法及分析问题和解决问题的能力，为学生掌握化学科学研究方法、最终走向独立开展科学研究和生产实践活动的道路打下扎实的物理化学实验基础。
《物理化学实验》课程的任务：化学实验室常用机、电、光、磁等仪器设备操作技术的掌握化学实验基本功的训练、实验数据的正确记录、处理和结果分析、科学思维方法的养成、创新意识和能力的培养、构成物理化学实验课程教学的中心任务。
四、本实验课的基本理论
《物理化学实验》课程的基本理论包括三个方面：
1.物理化学理论基础。包括热力学、动力学、化学平衡、电化学及胶体与界面化学等方面的理论基础
2.实验数据的采集、分析、处理和转换理论，误差分析理论。
3.物理化学实验技术及操作理论：主要包括温标，温度、压力的测量与控制，电学、磁学及光学测量等方面的理论基础。
五、实验方式与基本要求
实验方式：《物理化学实验》课程教学以小循环方式进行，每个学生实验小组为1-2人。
基本要求：
（1）每个实验配备4-5套仪器设备。
（2）指导教师和助教都必须预做实验，且有实验记录和结果处理。否则，不具备指导学生进行物理化学实验的资格。
（3）学生必须做好课前预习，认真独立完成实验，并按时上交实验报告。
六、考核与评分方式
《物理化学实验》课程成绩由“平时成绩”和“考试（笔试）成绩”两部分组成；其中平时成绩占60%，考试成绩占40%。
平时成绩由指导教师依学生完成实验的情况，主要依实验报告（每份实验报告都评定成绩）给出。实验课结束后，采取统一考试（笔试），考核学生对实验原理、基本操作知识的掌握情况及综合分析和解决问题的能力。
七、实验项目设置与内容提要
1.《物理化学实验》理论教学内容（课堂讲授或讲座）及学时安排（总学时：8）
（1）物理化学实验概论（2学时）
物理化学实验的性质、目的和任务； 物理化学实验的特点、发展和展望； 如何学好物理化学实验课程 。
（2）实验数据采集、处理和误差分析（2学时）
（3）温标、温度的测量与控制、 压力的测量与控制（2学时）
（4）电学测量及电学测试技术、光学测量及光学测试技术在物理化学实验中的应用，现代测量技术简介（2学时）
2.《物理化学实验》实践教学内容及学时安排（总学时：72）
序号 |
实验 名称 |
内 容 提 要 |
实验 类型 |
实验 时数 |
每组 人数 |
主要仪器及配套数 |
所在实验室 |
1 |
固体和液体燃料燃烧焓的测定 |
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； |
验证性 |
4 |
1-2 |
氧弹卡计１台，氧气钢瓶１个，氧气表１个，压片机２台，分析天平（精度0.0001g）和托盘天平各１台，万用电表１个，数字温差测量仪１台（精度0.001℃）， |
化学楼 |
2 |
恒温槽的装配和性能测试及液体粘度的测定 |
恒温槽的构造、恒温原理、装配及调试技术 掌握用旋转粘度计测量液体粘度的方法。了解粘度的概念和影响粘度的测量因素 |
验证性 |
4 |
1-2 |
玻璃缸、加热器、搅拌器、继电器、接触温度计、电子温差测量仪，6套 NDJ－1A型旋转粘度计1台，恒温槽，烧杯， |
化学楼 |
3 |
液体饱和蒸气压的测定 |
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真空泵的使用。 |
验证性 |
4 |
1-2 |
饱和蒸气压测量装置、玻璃恒温水槽、旋片真空泵，6套 |
化学楼 |
4 |
双液系相图 |
回流分析法绘制乙醇-环己烷双液系相图采用回流冷凝法、用沸点仪测定一系列不同组成的环己烷/乙醇双液系在一个大气压下的沸点，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。 |
验证性 |
4 |
1-2 |
沸点测定仪、精密稳流电源、阿贝折射仪，6套 |
化学楼 |
5 |
热分析及其应用 |
用热分析法研究CaC2O4×H2O的热分析过程，测定热分解反应的反应级数和活化能；掌握热重分析和差热分析法的基本原理和试验方法；了解示差精密热天平的主要构造和操作技术。 |
验证性 |
4 |
1-2 |
研究电极，辅助电极（铂电极），饱和甘汞电极，计算机测控系统 |
化学楼 |
6 |
磁化率的测定 |
古埃法测定络合物的磁化率 |
验证性 |
4 |
1-2 |
磁天平 |
化学楼 |
7 |
偶极矩的测定 |
测定极性物质乙酸乙酯在非极性溶剂环己烷中的介电常数和分子偶极矩 |
验证性 |
4 |
1-2 |
介电常数测量仪、电容池、阿贝折射仪、超级恒温槽，6套 |
化学楼 |
8 |
一级反应：蔗糖的转化 |
测定蔗糖转化的反应速度常数和半衰期，了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系，了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确操作技术。 |
验证性 |
4 |
1-2 |
旋光仪；恒温槽；天平 |
化学楼 |
9 |
复杂反应---丙酮溴化反应 |
利用透光率来监测丙酮溴化反应过程中的浓度变化，获取反应物浓度随时间的变化关系，求得反应速率常数和活化能，通过本实验掌握分光光度计测量丙酮溴化反应动力学参数的方法和技术。 |
验证性 |
4 |
1-2 |
721型分光光度计，超级恒温槽，容量瓶，移液管，丙酮溶液，盐酸溶液，溴溶液。 |
化学楼 |
10 |
反应速度常数及活化能的测定 |
在不同温度下测定碘化钾与过氧化氢反应的反应速度常数，并计算反应的活化能。 |
验证性 |
4 |
1-2 |
集热式恒温磁力搅拌器，秒表 |
化学楼 |
11 |
金属在海水中阴极极化曲线测定 |
掌握三电极测定极化曲线的原理和方法，熟悉计算机测控系统测量电化学实验的技术。 |
验证性 |
4 |
1-2 |
研究电极，辅助电极（铂电极），饱和甘汞电极，计算机测控系统。 |
化学楼 |
12 |
溶液的表面吸附 |
最大气泡法测定溶液的表面张力 |
验证性 |
4 |
1-2 |
表面张力测定仪、超级恒温槽，6套 |
化学楼 |
13 |
电泳 |
电泳法测定氢氧化铁胶粒电泳速度和溶胶的电动电势 |
验证性 |
4 |
1-2 |
电导率仪、电泳仪、铂电极、秒表，6套 |
化学楼 |
14 |
基本物性测定 |
液体粘度测定（毛细管法），温度计校正，贝克曼温度计的调试，大气压测定（气压计的使用） |
验证性 |
4 |
1-2 |
毛细管粘度计，贝克曼温度计，气压计等 |
化学楼 |
15 |
CO2临界和超临界性质测定 |
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。 |
综合性 |
4 |
1-2 |
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 |
化学楼 |
16 |
二级反应：乙酸乙酯皂化反应 |
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 |
综合性 |
4 |
1-2 |
电导率仪、玻璃恒温水槽、秒表，6套 |
化学楼 |
17 |
BZ振荡反应 |
BZ体系的非平衡非线性问题及其产生的宏观时空有序结构(即耗散结构) |
综合性 |
4 |
1-2 |
数据采集接口装置、反应器、磁力搅拌器、超级恒温槽、电极，4套 |
化学楼 |
18 |
电动势的测定及其应用 |
掌握电位差计及检流计的使用方法，测定Cu-Zn电池的电动势并用电动势法测定溶液的pH值。 |
综合性 |
4 |
1-2 |
电位差计（包括检流计、标准电池、工作电池等1套）；饱和甘汞电极；锌电极；铜电极；玻璃电极；铂电极；盐桥（内装饱和KCl琼胶）；万用电表；酸度计。 |
化学楼 |
2006．04．10
