《物理化学实验》课程实验教学大纲
课程编号： | B1701251S | 课程名称： | 物理化学实验 |
课内总学时： | 32 | 实验学时: 上机实验学时： | 32 0 |
实验类别：□通识基础 █学科基础 □专业基础 □专业
一、实验课程目的和任务
性质：本课程是物理化学的配套课程，它与物理化学理论课教学紧密结合，是大学学科的基础课程之一。
目的和任务：物理化学实验是继无机化学实验、分析化学实验和有机化学实验之后的一门独立的基础实验课程。其主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，提高学生运用各种物理手段和物理化学理论解决实际化学问题的能力，在教学过程中要体现以下四点核心任务：
1，通过实验，使学生掌握物理化学实验基本理论和技术；
2，通过实验，帮助学生加深对物理化学课程中基本理论的理解，培养运用基本理论解决实际问题的能力；
3，培养学生进行物理化学科学研究的初步能力；
4，培养学生严格的、科学的实验态度和实验方法。具体的课程包括一次实验技术讲座和七个实验教学题目（其中两个选做实验中择一实验）。
二、实验内容、学时分配及基本要求
序号 | 实验项目名称 | 学时 | 实验内容及要求 | 开出 组数 | 每组人数 | 实验 类型 | 选 做 | 必 做 | 备注 |
1 | 实验技术讲座 | 1 | 内容： （1）物理化学实验绪论；（2）误差和数据处理；（3）物理化学实验室安全知识。 要求： 了解物理化学中常用的测量技术；掌握数据处理的基本方法和要求。 | 12 | 1 | 演示 | √ | ||
2 | 恒温槽控温精度的研究 | 5 | 内容： （1）了解恒温槽的构造及恒温原理；（2）了解贝克曼温度计的使用方法；（3）绘制恒温槽的灵敏度曲线(温度一时间曲线)，学会分析恒温槽的性能。 要求： 掌握恒温槽的恒温原理和控温精度的分析方法。 | 12 | 1 | 验证 | √ | ||
3 | 液体粘度的测定 | 4 | 内容： （1）掌握测定液体粘度的原理和方法；（2）学会使用奥氏粘度计测定乙醇水溶液的粘度。 要求： 掌握测定液体粘度的方法。 | 18 | 1 | 验证 | √ | ||
4 | 原电池电动势的测定 | 6 | 内容： （1）掌握电位差计测量电池电动势的原理和方法；（2）了解电动势测定的应用。 要求： 掌握电池电动势测量原理；学会组装电解池和原电池；学会用电位差综合测试仪测定电池电动势。 | 6 | 1 | 验证 | √ | ||
5 | 铁的极化和钝化曲线的测定 | 6 | 内容： （1）测定碳钢在碳铵溶液中的阳极极化曲线；（2）学习用恒电位仪测定极化曲线的方法。 要求： 了解阳极极化现象；学会使用恒电位仪。 | 6 | 1 | 验证 | √ | ||
6 | 铁的极化和钝化曲线的测定 | 6 | 内容： （1）测定铁在溶液中的阳极极化曲线；（2）学习用电化学工作站测定极化曲线的方法。 要求： 了解阳极极化现象；学会使用电化学工作站。 | 3 | 1 | 验证 | √ | ||
7 | 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 | 6 | 内容： （1）通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数；（2）用图解法验证二级反应的特点；（3）学习电导率仪的使用方法。 要求： 理解二级反应的特点；学会使用电导率仪。 | 12 | 1 | 验证 | √ | ||
8 | 电导法测表面活性剂的临界胶束浓度 | 4 | 见附录1。 | 12 | 1 | 综合 | √ |
说明：实验5和实验6二中选一。
三、考核及实验报告
（一）考核
本课程为独立设课、独立考核。根据实验预习、实验操作、实验纪律和实验报告综合评定，具体比例为预习（10%），实验报告成绩（50%），平时实验操作和表现（40%）。
（二）实验报告
实验报告的内容：实验报告内容包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验步骤、实验数据表格与数据处理、实验心得（遇到的问题、体会和建议）等。实验报告以文本形式递交。
实验报告的要求：实验报告要求书写规范、图表清晰。
四、主要仪器设备
硬件：恒温槽、电位差测试仪、恒电位仪、电导率仪、奥氏粘度计、高纯水机、天平、烘箱、玻璃仪器等。
软件：Origin数据处理软件
五、教材及参考书
[1] 徐菁利，陈艳青，赵家昌，郑文锐．物理化学实验．上海交通大学出版社，2009．
[2] 周益明．物理化学实验．南京师范大学出版社，2004．
[3] 郭子成，杨建一，罗青枝．物理化学实验．北京理工大学出版社，2005．
[4] 金丽萍，邬时清，陈大勇．物理化学实验．华东理工大学出版社，2005．
[5] 北京大学化学系物理化学业教研室．物理化学实验（第三版）．北京大学出版社，2003．
[6] 杨文治．物理化学实验技术．北京大学出版社，1992．
[7] 补充实验讲义
执笔人：石乃恩 审核人：辛颢 实验院长：马延文
编写完成时间： |
附录1：
《电导法测表面活性剂的临界胶束浓度》综合性实验大纲
实验目的
1． 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
2．了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。
3． 掌握电导率仪的使用方法。
二、实验内容
1.用电导水准确配制0.01 mol·L-1的KCl标准溶液。
2.取十二烷基硫酸钠在80℃烘干3h，用电导水准确配制0.002， 0.006，0.007，0.008，0.009，0.010，0.012，0.016，0.018，0.020 mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液各100 mL。
3.打开恒温水浴调节温度至25℃或其它合适温度(30℃以内)。开通电导率仪。
4.用0.001 mol·L-1KCl标准溶液标定电导池常数。
5.用DDS-307型电导仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。用后一个溶液荡洗前一个溶液的电导池3次以上，各溶液测定时必须恒温5-10 min，每个溶液的电导率读数3次，取平均值。列表记录各溶液对应的电导率,换算成摩尔电导率。
6.实验结束后洗净电导池和电极，并测量水的电导率。
【注意事项】
1.电极不使用时应浸泡在蒸馏水中，用时用滤纸轻轻沾干水分，不可用纸擦拭电极上的铂黑（以免影响电导池常数）；
2.配制溶液时，由于有泡沫，保证表面活性剂完全溶解，否则影响浓度的准确性；
3. CMC浓度有一定的范围。
三、实验要求
了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；掌握用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
四、实验报告
1、实验报告内容包括原始数据记录表、实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验步骤、实验数据表格与数据处理、实验结果与讨论和教师批改成绩及日期等。实验报告以文本形式递交。
2、实验报告要求书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。
3、数据记录与处理：
实验室温度：℃；大气压：Pa；恒温槽水浴温度：℃
测定值 电导率 编号 | 水 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
浓度c/ mol/L | 0.002 | 0.004 | 0.006 | 0.007 | 0.008 | 0.009 | 0.010 | 0.012 | 0.014 | 0.016 | |
电导率k |
计算各浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率； 将数据列表，做κ-c图由曲线转折点确定临界胶束浓度CMC值。
五、思考题
1.若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方法验证之？
2.非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度？若不能，则可用何种方法测之？
3、实验中影响临界胶束浓度的因素有哪些？
