《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE7《物理化學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程名稱(chēng)中文：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)英文：ExperimentsinPhysicalChemistry課程編號(hào)5388016(化學(xué))5388017(材料)課程屬性基礎(chǔ)課課程性質(zhì)獨(dú)立設(shè)課課程學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)64開(kāi)出學(xué)期第四、五學(xué)期適應(yīng)專(zhuān)業(yè)化學(xué)、化學(xué)教育、材料化學(xué)教材及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)名稱(chēng)：《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》先修課程：無(wú)機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、普通物理、高等數(shù)學(xué)一.課程簡(jiǎn)介物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)和材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的必修基礎(chǔ)課程，它在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中占有非常重要的地位，對(duì)于學(xué)生的知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用。本課程以實(shí)踐環(huán)節(jié)為主。安排18個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練。這些實(shí)驗(yàn)包括熱力學(xué)、電化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、表面化學(xué)與膠體化學(xué)等方面的內(nèi)容，它們具有典型性和代表性，包含了物理化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，是每個(gè)學(xué)生都必須獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)，由此使學(xué)生得到全面的基礎(chǔ)訓(xùn)練，進(jìn)一步提升學(xué)生科研能力。二.課程實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蟆段锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)》是繼《無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》和《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》之后而獨(dú)立開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，是化學(xué)類(lèi)、材料科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修基礎(chǔ)課程。其目的主要是使學(xué)生了解物理化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)方法和基本研究方法，掌握物理化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能，加深理解并掌握物理化學(xué)的基本知識(shí)和原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，為學(xué)生今后從事化學(xué)研究或相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這種多層次、全面系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，應(yīng)達(dá)到下列要求：1.使學(xué)生初步了解物理化學(xué)的研究方法，掌握物理化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能。2.學(xué)會(huì)重要的物理化學(xué)性能測(cè)定，熟悉物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄、實(shí)驗(yàn)條件的判斷和選擇、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量和處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和歸納等一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法。3.了解常用儀器的構(gòu)造、原理及其使用方法，了解近代大型儀器的性能及其在物理化學(xué)中的應(yīng)用。4.在上述基礎(chǔ)上，達(dá)到鞏固并加深對(duì)物理化學(xué)基本原理和概念的理解、增強(qiáng)解決實(shí)際化學(xué)問(wèn)題的能力之目的。5.在實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)、求真、求實(shí)的科學(xué)品德，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、查閱文獻(xiàn)能力、思維能力、想象能力、表達(dá)能力。三.實(shí)驗(yàn)方式與基本要求1.本課程以實(shí)驗(yàn)為主，系單獨(dú)設(shè)課。開(kāi)課后，課程負(fù)責(zé)教師首先需向?qū)W生介紹課程的性質(zhì)、任務(wù)、要求、課程安排和進(jìn)度、平時(shí)考核內(nèi)容、期末考試方式、實(shí)驗(yàn)守則及實(shí)驗(yàn)室安全制度等。2．本課程以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主，16個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作訓(xùn)練是本課程的中心環(huán)節(jié)。學(xué)生根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，2人1組，2人1套實(shí)驗(yàn)裝置，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)測(cè)定、數(shù)據(jù)處理，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)前,學(xué)生必須認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),了解實(shí)驗(yàn)的目的和原理,明確本次實(shí)驗(yàn)中要測(cè)定什么量,最終要求什么量,用什么實(shí)驗(yàn)方法,使用什么儀器,控制什么條件，需要注意什么細(xì)節(jié)問(wèn)題。教師需對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行檢查，合格后，學(xué)生才能開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要求學(xué)生勤于動(dòng)手,敏銳觀察,細(xì)心操作,開(kāi)動(dòng)腦筋,分析鉆研問(wèn)題,準(zhǔn)確記錄原始數(shù)據(jù),經(jīng)教師檢查并簽名，實(shí)驗(yàn)及其原始數(shù)據(jù)記錄才有效。3．任課教師要認(rèn)真上好每一次實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)前教師要親自檢查儀器設(shè)備情況，清點(diǎn)學(xué)生人數(shù)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要向?qū)W生提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)的一些問(wèn)題，著力培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、綜合考慮問(wèn)題的能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)分析和研究問(wèn)題的方法。六.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置與內(nèi)容根據(jù)教育部的有關(guān)要求，本課程開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)16個(gè)，其中綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)8個(gè)，其內(nèi)容示于表1。表1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)屬性實(shí)驗(yàn)者類(lèi)別開(kāi)出要求1恒溫槽裝配及性能評(píng)價(jià)了解恒溫槽的構(gòu)造及恒溫原理，繪制恒溫槽的靈敏度曲線，學(xué)會(huì)分析恒溫槽的性能，掌握溫差儀的原理及使用方法。42驗(yàn)證性本科必做2凝固點(diǎn)降低法測(cè)定分子量用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量，通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握溶液凝固點(diǎn)的測(cè)量技術(shù)，并加深對(duì)稀溶液依數(shù)性的理解。42驗(yàn)證性本科必做3中和熱的測(cè)定中和熱的測(cè)定技術(shù)、應(yīng)用；掌握雷諾圖解法對(duì)非絕熱系統(tǒng)的溫度校正。42綜合設(shè)計(jì)本科必做4液體飽和蒸汽壓的測(cè)定準(zhǔn)確測(cè)定去離子水或無(wú)水乙醇的飽和蒸汽壓與溫度間的關(guān)系，并根據(jù)克拉貝龍方程計(jì)算出它們的摩爾汽化熱42綜合設(shè)計(jì)本科必做5液相平衡利用分光光度計(jì)測(cè)定低濃度下鐵離子與硫氰酸根生成硫氰合鐵離子的液相反應(yīng)的平衡常數(shù)，掌握吸光度值與濃度之間的關(guān)系、了解熱力學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值與反應(yīng)物起始濃度無(wú)關(guān)。42綜合設(shè)計(jì)本科必做6雙液系的氣-液平衡相圖采用回流冷凝法測(cè)定不同組成的環(huán)己烷、異丙醇的沸點(diǎn)及其氣液組成，繪制雙液系T-x平衡相圖，使學(xué)生掌握繪制相圖的一種方法，并復(fù)習(xí)阿貝折光儀測(cè)定折光率確定組成的方法。42驗(yàn)證性本科必做7熱重-示差掃描量熱分析采用TG-DTA/DSC熱分析儀測(cè)定草酸鈣、五水硫酸銅的熱譜，掌握定性、定量解析圖譜的基本方法，掌握TG-DTA/DSC熱分析儀的使用。42驗(yàn)證性本科必做8金屬相圖測(cè)定Sn-Pb二元合金5種組分的步冷曲線，并據(jù)此作出其相圖，掌握步冷曲線上斜率所表示的意義42驗(yàn)證性本科必做9希托夫法測(cè)定離子的遷移數(shù)采用希托夫法測(cè)定硫酸銅電解質(zhì)銅離子、硫酸根離子的遷移數(shù)，掌握希托夫法測(cè)定電解質(zhì)溶液中離子遷移數(shù)的基本原理及操作方法。42綜合設(shè)計(jì)本科必做10丙酮碘化反應(yīng)速度常數(shù)的測(cè)定掌握孤立法測(cè)定反應(yīng)級(jí)數(shù)的原理，通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)、速率常數(shù)及活化能42綜合設(shè)計(jì)本科必做11電池電動(dòng)勢(shì)測(cè)定本實(shí)驗(yàn)采用電位差計(jì)測(cè)定三組電池的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生鞏固對(duì)消法測(cè)定電動(dòng)勢(shì)的原理方法，學(xué)會(huì)鹽橋的制備方法。42驗(yàn)證性本科必做12電泳用U型電泳儀測(cè)定Fe(OH)3溶膠粒子的電泳速度并計(jì)算Zeta電位，要求掌握溶膠的制備，純化方法并了解其電學(xué)性質(zhì)。42驗(yàn)證性本科必做13蔗糖水解反應(yīng)速度常數(shù)的測(cè)定用旋光測(cè)定蔗糖水解過(guò)程中旋光度的變化，由作圖法求水解速率常數(shù)，要求學(xué)生了解旋光儀的構(gòu)造原理及使用方法，加深對(duì)準(zhǔn)單分子反應(yīng)的理解。42驗(yàn)證性本科必做14乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定掌握動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量?jī)x器的選擇原理，掌握等濃度溶液的配制，測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)及反應(yīng)活化能42綜合設(shè)計(jì)本科必做15最大氣泡法測(cè)定溶液的表面張力采用最大氣泡法測(cè)定不同濃度正丁醇水溶液的表面張力，圖解法求出正丁醇在界面上的吸附量，了解表面張力的一種應(yīng)用。42綜合設(shè)計(jì)本科必做16粘度法測(cè)定高聚物的分子量采用烏氏粘度計(jì)測(cè)定不同濃度聚乙烯醇水溶液的粘度，計(jì)算聚乙烯醇在水溶液中的粘均分子量，要求學(xué)生掌握一種測(cè)量高聚物分子量的方法，了解烏氏粘度計(jì)的特點(diǎn)及使用方法。42綜合設(shè)計(jì)本科必做小計(jì)64五．實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求使用統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)包括：實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、目的、原理、設(shè)備及儀器、實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等。指導(dǎo)教師應(yīng)對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告認(rèn)真批改、評(píng)分、簽字。六.成績(jī)?cè)u(píng)定考核方法堅(jiān)持“學(xué)生為主，教師為輔”、“學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)，教師重點(diǎn)輔導(dǎo)”的原則。實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為三個(gè)階段：第一階段（20分），學(xué)生根據(jù)自己的預(yù)習(xí)（需要提前查閱相關(guān)文獻(xiàn)，掌握實(shí)驗(yàn)試劑的物理化學(xué)性質(zhì)），表述自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，指出自己認(rèn)為實(shí)驗(yàn)的主要關(guān)鍵點(diǎn)。第二階段（50分），學(xué)生自主獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，要求學(xué)生熟練掌握儀器的正確使用，安全完成實(shí)驗(yàn)操作。第三階段（30分），根據(jù)自己試