“物理化学实验Ⅰ”课程教学大纲

英文名称：Physical Chemistry ExperimentⅠ

课程编号：CHEM2204

学时：32 （理论学时：0 实验学时：32 上机学时：0 课外学时：0）

学分：1

适用对象：应用化学、材料、材料硕、化工、环境、生物、学博军等专业本科生

先修课程：高等数学、大学物理、无机化学Ⅰ，无机化学Ⅱ，分析化学，无机化学实验Ⅰ，无机化学实验Ⅱ、分析化学实验，物理化学Ⅰ

使用教材及参考书：

[1]      王明德，范圣强，王 耿合编 《物理化学实验》讲义，2010年.

[2]      孙尔康，徐维清，邱金恒合编 《物理化学实验》，南京：南京大学出版社，1998年

一、       课程性质和目的（100字左右）

性质：专业实验

目的：掌握物理化学基本原理和科学研究方法，巩固理论知识，扩大知识面，培养实验技能以及运用物理化学原理来解决化学问题的能力。

二、       课程内容简介（200字左右）

物理化学实验是研究物质的物理性质与其化学反应间关系的一门实验科学。作为一门独立的课程，它是继无机化学与分析化学和物理化学等前修课程之后的一门综合基础化学实验课，它综合了化学领域中各分支所需的研究工具和方法。

学习该课程不仅有助于对理论知识的认识和理解，而且会使学生的化学实验技能和相互协作能力得到进一步的培养和提高，为今后从事科研工作奠定良好的基础。物理化学实验Ⅰ是应用化学、宗濂、化工、环境、材料、学博军等专业学生必修的一门独立的实验课程。

三、       教学基本要求

1．  实验前要做好充分预习，掌握物理化学实验的基本原理、实验方法、实验步骤，以及重要仪器。

2．  实验过程中独立而正确地完成各项实验操作。对实验过程中出现的异常现象或发现的新问题，应积极进行讨论。

3．  实验过程中随时提问，原始实验纪录经代课老师签字后方可离开实验室，而且有代课老师签字的原始记录应附在实验报告后。

4．  独立完成实验报告，数据处理、画图等要规范、要准确、要实事求是。

四、       教学内容及安排

实验一  饱和蒸汽压的测定

1．  静态法测定乙醇的饱和蒸汽压，利用克拉佩龙-克劳修斯方程计算其平均摩尔蒸发焓和正常沸点。

2．  学习和掌握用静态法测定液体在不同温度下的饱和蒸气压；掌握液体饱和蒸汽压测定装置的使用方法和低压实验技术；加深对克拉佩龙-克劳修斯方程的认识和理解，并计算乙醇的平均摩尔蒸发焓和正常沸点。学会测读大气的压力。

3．  采用静态法测定乙醇在不同温度的饱和蒸气压。由所测得的蒸气压的对数值和对应的温度倒数作图，求出乙醇的摩尔蒸发焓和正常沸点。

 教学安排及教学方式

实验二 I₂的分配系数的测定

1．  滴定分析I₂在水和四氯化碳中的含量，计算I₂在两相中的分配系数。

2．  了解物质在两相中的分配情况；掌握分配系数的概念及其影响因素；掌握I₂含量的滴定分析方法。

3．  将含I₂的水和四氯化碳混合液充分振荡后静止分层，取水层和四氯化碳层的样品，分别用NaS₂O₃滴定分析I₂的含量，从而计算I₂在两相的分配系数。

教学安排及教学方式

实验三  凝固点降低法测定摩尔质量

1．  测定环己烷以及萘的环己烷溶液的凝固点，根据稀溶液的通性确定萘的摩尔质量。

2．  凝固点降低法测定溶质摩尔质量的基本原理；掌握纯溶剂和溶液的冷却曲线的异同及用其确定凝固点的方法；掌握凝固点仪和数字式贝克曼温度计的使用方法。

3．  调节寒剂的温度，安装凝固点测定仪。分别测定纯溶剂和溶液的冷却曲线，并在曲线上找到对应的凝固点。代入理论公式得到溶质的摩尔质量。

教学安排及教学方式

实验四  二元合金相图

1．  测定Pb-Sn二元合金的步冷曲线，绘制相图。

2．  了解固-液相图的基本特点；掌握步冷曲线的测定方法及热电偶测量温度的技术；掌握相图的绘制及低共熔点的概念。

3．  测定不同组成的铅-锡混合物的步冷曲线。由步冷曲线绘制铅-锡体系的合金相图。确定低共熔点及相应的组成。

教学安排及教学方式

实验五 双液系平衡相图

1．  测定乙醇-苯的混合物的气液平衡温度，利用确定气、液两相的组成，绘制双液系平衡相图。

2．  掌握沸点仪的使用方法及如何测定气液两相的平衡温度；掌握使用阿贝折光仪测定液体的折光率；学习恒温槽的使用方法及作用；绘制折光率－组成工作曲线及乙醇－苯双液系气液平衡相图。

3．  应用沸点测定仪测定不同组分乙醇-苯的混合物气液平衡温度。利用不同组成的混合物的折光率的不同，通过测量样品的折光率，结合折光率-苯浓度工作曲线来确定样品的组成。由所测的平衡温度和对应的气、液相的组成绘制沸点-组成图。

教学安排及教学方式

实验六 氯离子选择性电极的测试和应用

1．  测定氯离子浓度与氯离子选择性电极电势的关系，以此确定样品溶液的氯离子浓度。用分别溶液法测定电极的选择性系数。

2．  了解和掌握氯离子选择性电极的构造、原理及测试方法；掌握标准曲线的测试方法及样品中氯离子浓度的确定方式；掌握氯离子选择性电极的选择性系数的概念及测定方法。

3．  以饱和甘汞电极做参比电极，使用酸度计测定氯离子选择性电极在不同氯离子浓度溶液中的电极电势，并作出标准曲线。测定氯离子选择性电极在样品溶液中的电极电势，结合标准曲线求出样品中氯离子的含量。采用分别溶液法测定电极的选择性系数。

教学安排及教学方式

实验七  液体表面张力的测定及其应用

1．  用最大气泡压力法测定正丁醇的表面张力，计算表面吸附量及正丁醇分子的横截面积。

2．  了解正丁醇水溶液的浓度对表面吸附量及溶液表面张力的影响；学习和掌握最大气泡压力法测定液体表面张力的原理和方法；掌握表面张力仪的使用方法；学习和掌握用等面积图解微分法进行实验数据处理；加深理解吉布斯吸附公式和兰格缪尔吸附公式及其应用。

3．  采用最大气泡压力法测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，结合等面积图解微分法计算表面张力随浓度的变化率，从而代入吉布斯吸附公式得到表面吸附量，最后借助兰格缪尔吸附公式求出正丁醇分子的横截面积。

教学安排及教学方式

实验八  酯的皂化反应动力学

1．  测定乙酸乙酯皂化反应过程中电导率的变化，计算反应速率常数及反应的活化能。

2．  掌握电导法测定反应速率常数的原理及方法；掌握电导率仪的构造原理及使用方法；掌握电导率仪和恒温槽的使用方法；理解二级反应的特点；用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及反应的活化能。

3．  乙酸乙酯皂化反应过程中，溶液的电导率逐渐减小。反应温度恒定的条件下，测定反应过程中不同时刻溶液的电导率，代入理论推导公式计算出反应速率常数。选取不同的反应温度，测得反应速率常数，结合阿累尼乌斯公式，求出反应的活化能。

教学安排及教学方式

五、       实践环节

六、课外学时分配

七、   考核方式

综合成绩 = 平时成绩（60%）+ 笔试成绩（40%）

平时成绩：每个实验都是5分制成绩

平时成绩的考核依据下列因素

1．  是否迟到早退，是否遵守实验室的规章制度。

2．  做实验时的积极性、主动性、和规范性。

3．  实验过程中，对随机提问问题回答得是否正确。

4．  实验报告是否按时完成、是否实事求是、是否认真。

5．  实验报告书写的规范性、处理数据的合理性。

八、   本课程各教学环节对人才培养目标的贡献度见下表（仅工科试点学院填写，其他学院自愿参加）

注：1、各专业课程贡献度表根据本专业知识、能力、素质培养要求填写。基础课程贡献度根据学校知识、能力、素质培养要求填写。

2、贡献度显著表示为◎，贡献度一般表示为○

             大纲制定者：王明德                                   

             大纲审核者：