部分緒論

章物理化學實驗的目的和要求1



第二章實驗室的安全防護3



第三章誤差分析與實驗數據的表達8

節誤差與誤差分析8

第二節實驗數據的表達13



第四章實驗數據的計算機處理方法18

節應用Excel軟件處理實驗數據18

第二節應用Origin 9.0軟件處理實驗數據23



第二部分基礎實驗

實驗一液體飽和蒸氣壓的測定24

附1. SWQ智能數字恆溫控制儀（見圖1-3）使用方法27

2. DP-A精密數字壓力計的使用方法27

3. SYP玻璃恆溫水浴使用方法28

4.真空泵工作原理及使用方法28

5.液體飽和蒸氣壓的測定方法29

實驗二燃燒熱的測定29

附1.雷諾溫度校正32

2.氧氣減壓閥的工作原理及使用方法33

實驗三凝固點降低法測定摩爾質量33

附1.冷卻曲線的計算機繪制方法36

2. SWC-Ⅱ數字貝克曼溫度計的使用方法37

實驗四差熱-熱重分析37

附銠10-鉑熱電偶分度表43

實驗五二組分合金繫統相圖的繪制45

實驗六雙液繫沸點-組成圖的繪制48

附1.環己烷-異丙醇雙液繫氣-液平衡相圖的計算機處理51

2.阿貝折光儀的原理及使用方法52

實驗七三氯甲烷-醋酸-水三液繫相圖的繪制53

附利用Origin軟件進行相圖繪制和數據處理56

1. 數據輸入56

2.溶解度曲線的繪制56

3. 繪制 O1、O2兩個物繫點56

4. 兩條相點結線的繪制57

實驗八電橋法測定醋酸的電離平衡常數57

實驗九原電池電動勢的測定61

實驗十蔗糖水解速率常數的測定64

附1.實驗數據的處理及ln(αt-α∞)-t曲線的擬合方法67

2.旋光儀的工作原理及使用方法67

實驗十一乙酸甲酯水解反應速率常數的測定69

附實驗數據處理及ln(V∞-Vt)-t曲線的擬合方法71

實驗十二乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定72

附1.實驗數據的處理及κt-κ0-κtt曲線的擬合方法75

2.DDSJ-308A型電導率儀簡介75

實驗十三丙酮碘化反應速率常數的測定77

附1. 722N型分光光度計簡介79

2. 722N型分光光度計的使用方法80

實驗十四沉降分析80

附實驗數據的處理及非線性曲線擬合方法86

實驗十五溶液吸附法測定硅膠的比表面87

實驗十六氣泡法測定溶液的表面張力89

附Origin 9.0處理實驗數據93

實驗十七電泳94

實驗十八配合物磁化率的測定97

實驗十九偶極矩的測定103

實驗二十半經驗分子軌道計算108



第三部分綜合實驗

實驗二十一固體酒精的制備及其燃燒熱的測定116

實驗二十二催化劑的制備及其析氫性能研究117

實驗二十三電動勢法測定化學反應的熱力學函數120

實驗二十四表面活性劑臨界膠束濃度的測定122

實驗二十五B-Z振蕩反應125

實驗二十六三氯化六氨合鈷（Ⅲ）的制備及性質的測定129



第四部分附錄

附錄一溫度測量與控制技術簡介132

附錄二壓力測量技術簡介140

附錄三物理化學實驗常用數據表144

附表3-1SI基本單位144

附表3-2具有專門名稱的SI導出單位144

附表3-3壓力單位換算表145

附表3-4能量單位換算表145

附表3-5一些物理化學常數145

附表素的相對原子量表(1997)146

附表3-7不同溫度下水的飽和蒸氣壓147

附表3-8一些物質的飽和蒸氣壓與溫度的關繫147

附表3-9一些有機化合物的密度與溫度的關繫148

附表3-10一些溶劑的凝固點及凝固點降低常數148

附表3-11一些離子在無限稀釋水溶液中的摩爾電導率Λ∞m/S·m2·mol-1148

附表3-12不同溫度下KCl水溶液的電導率κ/S·m-1149

附表3-1325℃時常用參比電極的電極電勢及溫度繫數150

附表3-14一些化合物的摩爾磁化率150

附表3-15一些液體的介電常數150

附表3-16氣相中分子的偶極矩150



參考文獻151

前言

中國素質教育改革正逐步推進，重視高校物理化學實驗不僅有利於提高大學生的問題分析能力和解決能力，還有利於培養大學生的實用性技能，讓學生將理論和實踐有效結合，全方面提升學生素質及能力，踐行應用型人纔的培養目標。由本校董超、李建平等編寫的《物理化學實驗》於2010年出版，已有十年之久，在教學中發揮了良好的作用，得到了國內兄弟院校的認可。隨著時代的進步，儀器更新換代，科技前沿也在不斷前進，教材的更新也勢在必行。

本教材主要內容包括四個部分。部分是緒論，是該教材的引言部分，介紹物理化學實驗的目的和要求；實驗室的安全防護，實驗數據的表達和處理；第二部分為基礎實驗，包含了20個代表性的基礎實驗，較全面地涵蓋了物理化學的傳統實驗，任課老師可根據不同學科專業選做相應的實驗項目。第三部分為綜合實驗，所包含的6個實驗內容強調綜合性和研究性，注重培養學生的實驗設計能力和創新意識，學生可以根據自己的興趣選做不同的實驗。第四部分是附錄，該部分主要是物理化學實驗過程中會用到的實驗數據。

本教材是湖北大學物理化學課程組教師長期實驗教學的成果，在編寫過程中注重由淺入深，由易到難，既涵蓋了典型的傳統實驗，也反映了現代物理化學的新進展、新技術及與應用密切結合的設計實驗，體現了基礎性、應用性、綜合性與設計性的結合。本教材由吳慧敏、胡瑋、張干兵、艾佑宏、鐘欣欣等編寫。

本教材編寫過程中參考了國內多本相關教材，在此向這些作者表示感謝。

本教材雖然經過多次修改，但因編者水平有限，難免存在一些不足和疏漏，請讀者批評指正。



編者

二○二一年三月









版前言

隨著化學實驗教學改革的深入、實驗設備的更新、計算機技術的廣泛應用，原有的物理化學實驗教材已不能滿足實驗教學的需要。我們在多年自編實驗講義的基礎上，從基礎實驗教學的實際出發，借鋻參考了國內其他兄弟院校的實驗教材後編寫了本書，以用作普通高校化學、化工、材料等專業的教材，希望也能給從事物理化學實驗教學的人員提供參考。

全書列出20個基礎實驗項目，涉及化學熱力學、化學動力學、電化學、膠體與表面化學和結構化學等內容，大部分實驗是目前各高等院校普遍開設的，涉及的儀器也是各院校普遍使用的。此外，本著充分利用基礎實驗的儀器設備，並易於開設的思想，教材還列出了６個綜合實驗項目，目的是使學生在完成基礎實驗的訓練後，將所學的理論知識、實驗技能加以綜合運用，以提高學生解決實際問題的能力。

在物理化學實驗教學中，我們一直十分注重對學生計算機應用能力的培養，因此大部分實驗的附中都編寫了計算機處理該實驗數據的操作指南。學生可根據書中介紹的方法，利用Excel和Origin軟件完成實驗數據的計算及繪圖。

本書在各實驗項目中將實驗內容、儀器使用方法、實驗數據處理、思考題、相關的物性數據等集中編寫，力求結構嚴謹、內容淺顯易懂、操作步驟詳盡，便於學生預習、復習及自學。

教學工作與教材的編寫是一融合了集體智慧，並傳承與發展的事業，本書的編寫是長期從事物理化學實驗教學工作的教師們共同努力的結果。參加本書編寫和實驗工作的教師有董超、李建平、胡瑋、張干兵、曹紅燕等。

本教材雖經多次修改，但因編者水平所限，書中難免存在缺點和不妥之處，懇請讀者批評指正。



編者

二○一○年九月