课程编号： 2100202 - 203
                     学时： 50
                     学分： 3.0
                     授课学院：理学院
                     适用专业：化学工程与工艺、生物工程、制药工程、应用化学、材料科学与工程、材料化学、药学、环境工程、食品科学与工程
                     教材：《基础化学实验教程》 古凤才 肖衍繁 主编，科学出版社， 2000

一、课程性质、目的和任务

《物理化学实验》是面向化工、材料、药学院、理学院各专业以及环境学院、农学院部分专业开设的专业基础实验， 是独立设课、并与物理化学理论课程内容相配套的实验课。它综合了化学领域中各分支需要的基本研究工具和方法，为 学生今后从事专业基础实验，专业实验和毕业论文打下坚实的基础，同时 对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用 。

本课程以实验操作训练为主，采用三段式教学模式，即整个教学过程由理论知识讲座、基础性实验、综合研究型实验三个教学环节组成。每学年在开始实验操作课之前，安排 2 学时的讲座，讲解本课程的教学计划、实验基本要求、学习方法、数据处理方法、报告书写规则等，使学生对即将开展的物理化学实验有个较为全面的了解；第二阶段安排 12 个具有典型性和代表性的实验，对学生进行实验方法和实际技能训练。实验内容包括热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等方面，包含了物理化学的重要实验方法和技术，这是每个学生都必须独立完成的实验，由此可使学生受到基本的训练；第三阶段进行 4 个与实际应用关系密切、具有一定复杂性和综合程度的研究设计型实验的开放教学，供学生选做。

通过完成物理化学基础实验，学生可以亲身体会物理化学的基本实验方法和基本研究方法，掌握基本的实验技术和技能，学会重要的物理化学性质的测定。通过做实验和书写实验报告，使学生学会观察和记录实验现象、判断和选择实验条件、测量和处理实验数据、归纳与分析实验结果，加深对物理化学基本知识和原理的理解，培养和训练学生整理、归纳、综合、评价知识的能力。通过综合研究型实验，可以进一步训练学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。学生通过查阅文献资料、设计实验方案、比较实验方法和实验条件、分析、总结和归纳实验研究结果、书写实验研究论文，可以受到较为全面的科学研究能力的培养与训练，为学生从事毕业论文和科学研究打下坚实基础。物理化学实验还可以使学生巩固理论知识，加深对物理化学原理的理解，提高学生对物理化学知识灵活运用的能力，同时培养学生严肃认真、实事求是的从事科学研究的态度和作风。

二、教学基本要求

物理化学实验采用三段式教学模式，教学过程由理论知识讲座、基础性实验、综合研究型实验三个环节组成。

（一）理论知识讲座

通过教师的讲解，使 学生了解课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、实验考核内容、实验守则及实验室安全制度等，为进入实验室做好准备。

（二）基础性实验

此阶段包括 12 个实验的操作训练，这是本实验课程的中心环节。要求做好：

1. 预习

学生须认真阅读实验指导书，了解实验的目的和原理，明确本次实验中要测定的量、所用实验方法、使用的仪器、控制的条件、需要注意的问题等，在此基础上写出预习报告，内容包括：实验目的和基本原理，简单的实验步骤，原始数据记录表格。

2. 实验

学生进入实验室后首先核对实验仪器，熟悉 仪器操作方法、需要记录哪些数据 。教师检 查学生的预习情况并做好记录，包括预习报告和对实验的理解，不合格者不得进行实验。

指导教师讲解实验难点和注意事项，通过提问的方式引导学生深入思考与实验现象有关的一些问题，着力培养学生观察实验、综合考虑问题的能力，使学生学会分析和研究问题的方法。学生独立或按学号编组进行实验，注意实验中的独立操作和相互配合。要求学生在实验中勤于动手 , 敏锐观察 , 细心操作 , 开动脑筋 , 分析钻研问题 , 准确记录原始数据。实验结束后经教师检查并签名，实验及其原始记录才有效。

记录实验数据和现象必须忠实、准确，不能随意涂抹数据，数据记录要表格化，字迹要 整齐、清楚，保持一个良好的记录习惯是物理化学实验的基本要求之一。

3. 书写实验报告

认真写出实验报告是本课程的基本训练。它将使学生在实验数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和提高。实验报告的质量，在很大程度上反映了学生的实际水平和能力。

实验报告的内容大致包括：实验目的和原理、实验装置、实验条件（室温、大气压、药品纯度、仪器精度等）、原始实验数据、实验数据的处理结果和讨论等。实验报告的讨论可以包括对实验现象的分析和解释、对实验结果的误差分析、对实验的改进意见、心得体会等。

实验结束的两周内完成实验报告，于下次实验时提交报告，其中必须附有教师签名的原始记录表。

（三）综合研究型实验

该类型实验中，每个实验所包含的内容较多，并具有一定的复杂性和综合度，因此实行开放式教学，学生根据个人兴趣进行选做。学期初，学生即到实验室选择实验，预约时间，并以小组为单位（每组 3-4 人）在教师协助下完成实验。学生选择实验课题后，首先需要查找资料，研读文献，钻研有关理论知识，在此基础上选择实验方法，提出实验方案，经与教师讨论后即可进行实验研究。实验室每天都对学生开放，学生只要有空，都可以到实验室做研究型实验。

本实验课程成绩的评定依据为：预习分 20% + 操作分 30% + 实验报告分 40% + 实验考核分 10% 。为此，要求学生在课下做好预习，写出预习报告，实验前指导教师检查预习情况，根据学生预习报告和回答问题情况给出预习成绩；实验进行中，教师考察学生的实验操作技能，根据学生实验操作、遵守实验规则、实验纪律情况以及原始数据记录情况给出实验操作分；实验结束后学生书写实验报告，并于下一次实验时提交，其中必须附有教师签名的原始记录表。教师根据学生实验报告书写的完整性、数据处理的合理性、对实验的理解和体会等给出报告成绩，包含报告完整、字迹工整 (30%) 、图表规范 (10%) 、数据处理正确 (40%) 、结果正确 (20%) ；期末的最后两次实验作为考核实验，考查学生独立从事实验研究的能力，给出考核成绩。缺少实验或报告者须在实验教学结束前补做和补交，否则不予通过。成绩不合格者下学年重修。

三、教学内容

《基础化学实验教程》第十一章 基本物理量与物化参数的测定实验

实验七十六、恒温槽的调节及粘度测定

熟悉恒温槽的构造和恒温原理，掌握恒温槽的调节方法以实现恒温；测定恒温槽灵敏度数据并绘制灵敏度曲线；学习粘度计的使用方法，利用相对法测定无水乙醇的粘度。

实验七十八、凝固点降低法测定摩尔质量

学习凝固点测量技术和方法；利用凝固点降低法测定萘的摩尔质量，绘制冷却曲线；加深对稀溶液依数性知识的理解。

实验七十九、液体饱和蒸气压的测定

用静态法测定液体的饱和蒸气压，加深对饱和蒸气压、沸点等概念的理解；用克 - 克方程计算液体的摩尔蒸发焓。

实验八十一、平衡常数的测定

学习用等压法测定压力的技术和方法，测定氨基甲酸铵的分解压力；计算氨基甲酸铵分解反应的平衡常数 K q ，计算热力学函数变 D r H m q 、 D r S m q 和 D r G m q 。

实验八十五、二组分液相完全互溶系统的沸点—组成图

测定不同组成的乙醇—正丙醇二组分系统气液平衡时气、液相的折射率，绘制折射率—浓度标准曲线，计算气液两相组成，绘制蒸馏曲线。

实验八十二、反应焓的测定

标定量热计的热容；测定 ZnO 与 HCl 溶液反应中的温度变化，用雷诺作图法校正测量温度，计算 ZnO 与 HCl 反应的摩尔反应焓。

实验九十一、过氧化氢催化分解

利用皂膜流量计测定反应产生氧气的体积 V t 与时间的关系；改变 KI （催化剂）浓度，测定不同 V t 对应的时间；改变 H 2 O 2 （反应物）浓度，测定不同 V t 对应的时间；用作图法求取表观反应速率常数及相应的半衰期。

实验九十三、乙酸乙酯皂化反应

测定一定温度下 NaOH 溶液的电导 G 0 和 CH 3 COONa 溶液的电导 G ∞， ， 测定 NaOH 溶液与 CH 3 COOC 2 H 5 反应过程溶液电导 G t ， 用作图法求反应速率常数 k 及表观活化能 E a 。

实验九十四、用最大气泡法测定液体的表面张力

测定蒸馏水的最大泡压，测定不同浓度的正丁醇水溶液的最大泡压，计算正丁醇水溶液的界面张力，计算不同浓度正丁醇溶液的吸附量。

实验九十五、溶胶的制备、 z 电势与电解质聚沉值的测定

用化学凝聚法制备 Fe(OH) 3 溶胶；用界面移动法测定和计算溶胶 ζ 电势；计算正丁醇水溶液的界面张力；测定电解质 KCl 、 K 2 CrO 4 、 K 3 [Fe(CN) 6 ] 对 Fe(OH) 3 溶胶的聚沉值，并比较它们聚沉能力的大小。

实验八十八、原电池热力学

按照实验原理连接实验线路；进行“标准化”操作；用对消法测定待测电池的电动势；改变温度重复上述操作，求取电池电动势的温度系数，计算电池反应的热力学函数变： Δ r G m 、 Δ r H m 和 Δ r S m ；计算难溶盐 PbSO 4 的溶度积 K sp 。

实验八十四、二组分凝聚系统相图

测定不同组成的 Pb-Sn 体系的冷却曲线；由冷却曲线读取各体系的相变温度，绘制 Pb-Sn 凝聚系统相图。

综合研究型实验

综合实验一、液体恒压热容的测定

1. 组装简单量热计系统

2. 测定液体在一定温度范围内的定压热容

3. 求温度区间内液体的平均热容和某温度下的真热容

综合实验二、结构数据测定

1. 配制不同浓度的乙酸乙酯 - 环己烷溶液

2. 测定溶液的密度、折射率、介电常数

3. 计算摩尔极化度 和摩尔折射度 及乙酸乙酯的永久偶极矩 m

综合实验三、物性测定实验

实验室提供 4~6 种无色透明液体，通过物性测量实验将它们区分开：

1. 分析几种液体的特性，查找有关的物性数据；

2. 设计实验将几种液体区分开；

3. 用毛细管上升法测定水在 30 ℃ 、 40 ℃ 、 50 ℃ 、 60 ℃ 的表面张力，并与文献值进行比较，讨论液体表面张力与温度的关系

4. 设计实 验，测定水与正己烷的液—液界面张力（可用滴体积法或双毛细管上升法）

实验四、表面活性剂的物理化学性质的研究

1. 设计实验，测定十二烷基硫酸钠水溶液的临界胶束浓度 CMC ，考察温度及无机盐添加剂对 CMC 的影响；

2. 研究表面活性剂对非水溶性物质的分散和增溶作用；

3. 测定水和不同浓度的 C 12 H 25 SO 4 Na 的水溶液在玻璃、石蜡上的润湿角，作 cos θ ~ c 图，比较临界胶束浓度前后 C 12 H 25 SO 4 Na 水溶液的润湿特性；

4. 制备菜子油乳状液，鉴别乳状液的类型，考察氯化镁对乳状液的转型作用，选择合适的方法实现破乳化。

四、学时分配                    

* 学生选做