部分 緒論                   
                                         1



1.1 物理化學實驗目的與要求                                                
1



1.1.1 物理化學實驗目的                                                  
1



1.1.2 物理化學實驗要求                                                  
1



1.1.3 物理化學實驗注意事項                                              
1



1.2 誤差分析和數據處理                                                    
2



1.2.1 基本概念                                                          
2



1.2.2 間接測量結果的誤差分析                                             6



1.2.3 實驗數據處理                                                      
7



1.3 實驗數據的計算機處理——Excel與Origin的應用                           9



1.3.1 Excel的應用                                                      
10



1.3.2 Origin的應用                                                       15



1.4 物理化學實驗室安全常識                                                
20



1.4.1 安全用電                                                          
20



1.4.2 化學危害的預防                                                    
21



1.4.3 特殊設備的安全使用                                                 22



1.5 實驗預習報告與實驗報告的書寫規範                                       23



1.5.1 實驗預習報告的書寫要求                                             23



1.5.2 實驗報告的書寫要求                                                
23







第二部分 基礎性實驗                                                      
25



熱力學部分                                                                
25



實驗一 燃燒熱的測定                                                    
25



實驗二 溶解熱的測定                                                     33



實驗三 凝固點降低法測分子量                                             35



實驗四 液體飽和蒸氣壓的測定                                             38



實驗五 異丙醇-環己烷雙液繫相圖                                           40



實驗六 金屬相圖的繪制                                                   43



實驗七 液相平衡                                                        
46



實驗八 甲基紅酸解離平衡常數的測定                                       49



實驗九 差熱-熱重分析                                                    
52



電化學部分                                                                 54



實驗十 電導法測定弱電解質的電離平衡常數                                 54



實驗十一 電池電動勢的測定                                              
56



實驗十二 難溶鹽溶度積的測定                                             60



實驗十三 電解質溶液活度繫數的測定                                       62



實驗十四 希托夫法測定離子的遷移數                                       64



實驗十五 循環伏安法測定鐵氰化鉀的電極反應過程                           67



實驗十六 氫超電勢的測定                                                
70



實驗十七 恆電位法測定金屬的極化曲線                                     72



動力學部分                                                                
76



實驗十八 蔗糖水解反應速率常數的測定                                     76



實驗十九 乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定                                 78



實驗二十 丙酮碘化反應                                                  
81



表面與膠體化學部分                                                        
85



實驗二十一 表面張力測定——氣泡壓力法測定溶液的表面張力             85



實驗二十二 固體比表面的測定——溶液吸附法                               95



實驗二十三 固體比表面的測定——BET容量法                               97
字數限制，僅顯示部分目錄。

前言



由江漢大學主編，其他兩所兄弟院校共同編寫的《物理化學實驗》，自2013年由化學工業出版社出版以來，被國內很多高校采用。隨著物理化學實驗條件的改善，實驗內容的調整，編寫單位以及參編人員的變動等，為適應教學的需要和這些變化，有必要對《物理化學實驗》教材進行修訂。這次修訂以版為基礎，保留了原教材緒論、基礎性實驗、綜合設計性實驗、研究性實驗、常用儀器的使用、常用儀器操作訓練項目、附錄七個部分的基本構架。



緒論中1.3節數據處理部分由於Excel、Origin等軟件版本的升級，重新進行了編寫，增加了“物理化學實驗室安全常識”內容。



基礎性實驗由33個縮減到30個，考慮到儀器設備的智能化操作和實驗技術的提升，刪除了很少開設的四個實驗，分別是“恆溫槽裝配與性能測試”“氨基甲酸銨分解平衡常數的測定”“氯離子選擇電極的性能測定與應用”及“脈衝式微型催化反應器評價催化活性”；考慮到數字電位綜合測試儀的普遍使用，儀器操作簡化，實驗用時太短，合並原實驗“電池電動勢的測定”和“電動勢法測定化學反應的熱力學函數變化值”為一個新的實驗，名稱仍為“電池電動勢的測定”；新增了“氫超電勢的測定”和“摩爾折射率的測定”兩個實驗。原實驗“電導法測定弱電解質的電離平衡常數”采用的是交流電橋法，由於交流電橋的滑線變阻器定制困難，實驗中改為電導率儀測定，實驗名稱不變。原實驗“難溶鹽溶解度的測定”，因實驗“電導法測定弱電解質的電離平衡常數”已調整為電導率法，為避免重復，刪除方法一部分，保留方法二電動勢法的測定。除了上述變動外，對保留的其他實驗內容也全部進行了修訂，包括儀器的更新及對應實驗操作部分的修改。



綜合設計性實驗部分，原實驗“醋酸性質測試”因內容過多，實驗時間過長，此次修訂對實驗內容進行了調整和拆分，調整後實驗名稱分別為“液體摩爾蒸發焓的測定”“醋酸極限摩爾電導率的測定”“表面活性物質分子截面積的測定”。綜合設計性實驗數量由5個增加到7個。



研究性實驗部分，根據專業發展方向的調整，新增了三個實驗，分別是“金屬有機框架材料的合成及其電容性能測試”“磁性殼聚糖的制備及其吸附性能研究”“可見光催化劑g-C3N4的制備及分解水制氫性能的研究”，研究性實驗數量增加到10個。同時對部分實驗後面的參考文獻進行了更新。



常用儀器的使用部分，由於儀器更新，相應內容進行了較大的改動和更新，同時在溫度測量部分，因原實驗“恆溫槽裝配與性能測試”的刪除，新增了“恆溫槽及溫度控制”內容。



保留了原教材的特色內容“常用儀器操作訓練項目”。



原教材的部分參編人員由於年齡原因已退休，或者工作有變動，因此重新調整了本教材修訂的參編人員，主要有王亞珍、彭榮、王七容、徐俊暉、曹春華、徐志花、江雲、李海峰、陳少峰、蔣旭東，其中王亞珍教授、彭榮教授和王七容老師任主編，徐俊暉博士和曹春華博士任副主編。王亞珍負責本次教材修訂的全面工作，並參與修訂了實驗十二、十五、四十一、四十二；王七容修訂了實驗三、四、五、七、八、二十四、二十六、二十七；彭榮修訂了實驗六、十八、二十；徐俊暉修訂了緒論、實驗十、十一、十四、十七、十九、三十二、三十四、三十六及第六部分；曹春華修訂了實驗十六、二十一、三十九、四十四；江雲修訂了第五部分常用儀器的使用；李海峰修訂了實驗二十三；陳少峰修訂了實驗一，蔣旭東修訂了實驗二。徐俊暉負責整理和校對全稿，王亞珍負責後定稿。



本教材的出版和修訂得到了江漢大學化學與環境工程學院、江漢大學教務處的大力支持和資助。江漢大學胡思前教授認真審閱了本教材，並提出了許多寶貴的修改意見和建議；化學工業出版社的編輯為本教材的修訂和出版付出了許多心血，編者在此對他們謹致深深的謝意。



限於水平，書中疏漏或不妥之處在所難免，懇請讀者不吝賜教。







編者



2019年1月











版前言



本教材是按照*高等學校化學類專業教學指導委員會對物理化學實驗的要求，結合我們連續使用多年且不斷改進的物理化學實驗講義，集編者多年來的物理化學實驗教學改革經驗和成果編寫而成的。



隨著高等學校物理化學教師隊伍不斷充實，實驗教學儀器設備不斷更新和改善，物理化學學科為適應社會發展需要，培養社會適應性人纔，必須考查學生綜合運用化學原理和實驗方法及實驗技術解決實際測量問題的能力，考查學生設計實驗的思想和能力、正確處理實驗數據的能力。本書一方面加強了對學生基本操作、基本技能和獨立實驗工作能力的培養，另一方面聯繫生活實際及結合教師科研開設了一些較高層次的綜合設計性和研究性實驗供學生選擇，同時還增強了學生對物理化學實驗常用儀器設備的操作訓練。多年來的教學實踐證明，物理化學實驗課程的教學質量明顯提高。本教材在編寫上具有以下特點。



1.內容豐富



全書內容豐富，信息量大。基礎性實驗部分，選擇了33個實驗（含結構化學部分），同時有5個綜合設計性實驗，7個研究性實驗，可供不同學校的教師及學生選擇。對物理化學實驗中用到的儀器設備進行了整合，並單獨列為一章——第五部分，便於教師和學生快速瀏覽所需儀器設備的使用方法。為使學生掌握物理化學實驗中常用儀器的使用，增加了物理化學實驗常用儀器操作訓練項目。為方便學生在不同實驗項目中查閱和處理數據，編寫了24個附錄。



2.層次清晰



本教材以增加實驗範圍、擴展學生視野為基本出發點，將過去單一的基礎性實驗，擴展為基礎性實驗、綜合設計性實驗以及研究性實驗三個教學層次，每個教學層次有不同的教學目的與要求，使傳統實驗內容與現代內容兼顧，基本實驗技能與綜合應用能力並存，由淺入深、循序漸進，終達到培養學生獨立完成實驗與獨立設計實驗的能力，促進學生創新意識和創新能力的提高。此外，我們還按照物理化學理論課程體繫對實驗內容進行了歸類。這種“多層次、開放性”的實驗教學體繫便於教師根據不同專業、不同學時的教學特點，靈活選擇實驗教學內容。



3.與時俱進



實驗數據處理是物理化學實驗教學的一項重要內容。過去，學生做完實驗後，教師一般要求學生用坐標紙繪圖和處理數據。隨著計算機知識的普及以及計算機在物理化學實驗中的應用，本教材增加了常用數據處理軟件如Excel、Origin等對實驗數據的處理方法，並對一些具有代表性的實驗要求學生必須掌握利用軟件處理實驗數據的技術，如表面張力測定實驗中要求學生學會用Origin軟件對實驗數據進行非線性擬合等。



本教材編寫工作主要由王亞珍、彭榮、徐志花、徐俊暉、吳天奎、許江揚、林雨露等完成，王亞珍教授擔任主編，彭榮副教授、徐志花副教授擔任副主編。實驗一、實驗四～實驗九、實驗十二、實驗十九、實驗二十二、實驗二十三、實驗二十五、實驗三十、實驗三十九～實驗四十二以及附錄部分由王亞珍編寫；實驗十、實驗十五～實驗十八、實驗二十、實驗三十一、實驗四十三由彭榮編寫；實驗三十二、實驗三十三、實驗四十四、實驗四十五及第五部分5.11 X射線粉末衍射儀簡介由徐志花編寫；部分緒論、實驗十一、實驗十三、實驗十四、實驗二十一、實驗二十四、實驗二十六及實驗二十七由徐俊暉編寫；實驗二及第五部分5.1～5.10由吳天奎編寫；實驗三十四～實驗三十八以及第六部分由許江揚編寫；實驗三、實驗二十八、實驗二十九由林雨露編寫。徐俊暉對本教材進行了認真的審閱，江漢大學陳少峰、蔣旭東、曹春華等老師對本教材的編寫提出了寶貴意見，王亞珍負責整理和後定稿。



在本書編寫中編者還參考了其他兄弟院校物理化學實驗教材的相關內容；江漢大學化學與環境工程學院及教務處對該教材的出版給予了大力支持；化學工業出版社為本教材的出版費了許多心血，在此一並謹致謝意。



在編寫此教材時，我們對自編的物理化學實驗講義所有內容進行了修改與修訂，但限於編者的水平，不妥或疏漏之處在所難免，希望讀者不吝指正。







編者



2013年3月