【正文】 1 物理化學(xué)實驗 化學(xué)專業(yè) 學(xué)時： 80 上學(xué)期 40學(xué)時 (理論 8學(xué)時 ,實驗 8個 32學(xué)時 ) 下學(xué)期 40學(xué)時 (實驗 10個 )1學(xué)分 2 物理化學(xué)實驗課程 由下列三個教學(xué)環(huán)節(jié)組成： 1． 實驗的操作訓(xùn)練 2． 物理化學(xué)實驗講座 3． 物理化學(xué)實驗考核 3 1． 實驗的操作訓(xùn)練 是本課程的中心環(huán)節(jié)。通過它可以熟悉各種物理化學(xué)現(xiàn)象，初步掌握許多重要的物理化學(xué)測量和實驗方法，學(xué)會基本的實驗技能，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和歸納，得到正確結(jié)論。完成 18個實驗（每個實驗平均學(xué)時為 4學(xué)時）的實際操作訓(xùn)練。這些實驗包含熱力學(xué)、電化學(xué)、動力學(xué)、表面與膠體等方面有代表性的實驗，同時又將物理化學(xué)的重要實驗方法和技術(shù)分散到各個實驗中去，力求使學(xué)生能得到全面的基礎(chǔ)訓(xùn)練。 4 2． 物理化學(xué)實驗講座 是本實驗課程的必要環(huán)節(jié)。對物理化學(xué)實驗方法和實驗技術(shù)進(jìn)行較系統(tǒng)的講授，安排 4次講座（合計 8學(xué)時），講座內(nèi)容有本實驗課程的學(xué)習(xí)方法、安全防護(hù)、數(shù)據(jù)處理、報告書寫和實驗設(shè)計思想等實驗基本要求及較系統(tǒng)講授物理化學(xué)的基本實驗方法和實驗技術(shù)，可使學(xué)生在具體實驗訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，加深對物理化學(xué)研究方法有較全面的概括性的了解。 5 3． 物理化學(xué)實驗考核 是本課程不可缺少的環(huán)節(jié)。它包括平時每個實驗的考核和兩次階段性考核。平時的實驗考核側(cè)重實驗基本技能的訓(xùn)練和實驗素質(zhì)的培養(yǎng)，階段性考核則注重實驗綜合能力的考查。兩次物理化學(xué)實驗階段性考核，第一學(xué)期末考核采用筆試形式，第二學(xué)期修完本課程后再安排一次考核，以設(shè)計實驗為主。 6 物理化學(xué)實驗教材： 1． 《 物理化學(xué)實驗 》 復(fù)旦大學(xué)等編（第三版） 高等教育出版社 2022 2． 普通高等教育十一五規(guī)劃教材 《 物理化學(xué)實驗 》王愛榮主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2022 3． 物理化學(xué)實驗講義 (自編 ) 7 1《 化學(xué)綜合實驗 》 申秀民主編 ,北京師范大學(xué)出版社 2022年 2《 應(yīng)用物理化學(xué)實驗 》 劉志明 吳也平 金麗梅編 化學(xué)工業(yè)出版社 2022年 3《 基礎(chǔ)物理化學(xué)實驗 》 清華大學(xué) 賀德華 麻英 張連慶編 高等教育出版社 2022年 4《 物理化學(xué)實驗 》 （第 4版）北京大學(xué)編 , 北京大學(xué)出版社2022年 5《 物理化學(xué)實驗 》 孫爾康、徐維清、邱金恒編 , 南京大學(xué)出版社 1999年 6《 物理化學(xué)實驗 》 （第三版）羅澄源等編 ,高等教育出版社2022年 7《 物理化學(xué)實驗 》 王愛榮主編，化學(xué)工業(yè)出版社 2022年 8《 物理化學(xué)實驗 》 （第四版）北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院物理化學(xué)實驗教學(xué)組，北京大學(xué)出版社 2022年 教學(xué)參考書： 物理化學(xué)實驗理論教學(xué)內(nèi)容 (8學(xué)時 ) 一 、 物理化學(xué)實驗的目的要求 二 、 物理化學(xué)實驗的安全防護(hù) 三 、 實驗測量誤差 四 、 測量結(jié)果的正確記錄和有效數(shù)字 五 、 實驗數(shù)據(jù)表達(dá) 9 一 、 物理化學(xué)實驗的目的要求 化學(xué)是一門實驗科學(xué)，它通過實驗現(xiàn)象的觀察和測量，實驗數(shù)據(jù)的綜合和分析，深入化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，從而揭示化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律。整部化學(xué)科學(xué)發(fā)展的歷史，就是在實驗的基礎(chǔ)上發(fā)展化學(xué)理論，又在理論的指導(dǎo)下進(jìn)行新的實驗探索的過程。實驗是化學(xué)研究的基本手段。實驗和理論的這種辨證關(guān)系，不斷推動化學(xué)科學(xué)日益發(fā)展。 10 物理化學(xué)實驗是化學(xué) (及相鄰 )專業(yè)一門重要的實踐課程，它綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支所需的基本研究工具和方法。物理化學(xué)實驗的主要 目的是使學(xué)生掌握物理化學(xué)實驗的基本方法和技能；培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象、正確處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果的能力；掌握有關(guān)物理化學(xué)的原理，提高學(xué)生靈活運用物理化學(xué)原理、增強解決實際化學(xué)問題的能力。 認(rèn)真做好物理化學(xué)實驗，對培養(yǎng)學(xué)生獨立從事科學(xué)研究工作的能力具有重要的作用。在實驗過程中，學(xué)生應(yīng)以提高自已實際工作的能力為目的，要勤于動手、開動腦筋、鉆研問題，做好每個實驗。 11 實驗要求 ： （一）實驗預(yù)習(xí) 在實驗前要充分預(yù)習(xí)，預(yù)先了解實驗的目的和原理，所用儀器的構(gòu)造和使用方法，對實驗操作過程和步驟，做到心中有數(shù)。在認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上寫出實驗預(yù)習(xí)報告，其內(nèi)容包括：實驗?zāi)康暮驮?；主要的實驗步驟；設(shè)計一個原始數(shù)據(jù)記錄表，以便記錄實驗時所要記錄的數(shù)據(jù)；畫出必要的實驗裝臵圖；實驗中的注意事項及查閱有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)（相關(guān)物理量）等等。 實踐證明，有無充分的預(yù)習(xí)對實驗效果的好壞和對儀器的損壞程度影響極大。因此，一定要堅持做好實驗前的預(yù)習(xí)工作，提高實驗效果。為了提高預(yù)習(xí)效果，每次實驗完成后，應(yīng)熟悉下一個的實驗儀器。 12 （ 二）實驗操作 學(xué)生進(jìn)實驗室后應(yīng)檢查測量儀器和試劑是否符合實驗要求，并做好實驗的各種準(zhǔn)備工作，記錄實驗的條件。對實驗室的安全操作應(yīng)予以高度重視，學(xué)生應(yīng)嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程使用儀器。具體操作時，要求 仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，詳細(xì)記錄原始數(shù)據(jù)，嚴(yán)格控制實驗條件 。整個實驗過程要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，做到清潔整齊，有條有理，一絲不茍和遵守實驗室的各有關(guān)規(guī)定；還要積極思維，善于發(fā)現(xiàn)和解決實驗中出現(xiàn)的各種問題。完成實驗后，對所使用的儀器做好善后處理工作，在儀器使用記錄本上做好使用者簽名記錄。 13 （三）實驗記錄 記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象必須 忠實、準(zhǔn)確 。不能用鉛筆記錄數(shù)據(jù)，不能只揀 “ 好 ” 的數(shù)據(jù)記，不能隨意涂抹數(shù)據(jù)。如發(fā)現(xiàn)某個數(shù)據(jù)確有問題，應(yīng)該舍棄時，可用筆輕輕圈去。所有數(shù)據(jù)都應(yīng)記錄在編有頁碼和日期的實驗記錄本上。 實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象應(yīng)認(rèn)真觀察和真實記錄。這樣有助于深入了解實驗內(nèi)容和發(fā)現(xiàn)問題。對培養(yǎng)學(xué)生敏銳洞察力也是大有益處的。 14 實驗條件也是必須記錄的內(nèi)容 。實驗的結(jié)果與實驗條件是緊密相關(guān)的，它提供了分析實驗中所出現(xiàn)問題和誤差大小的重要依據(jù)。實驗條件一般包括環(huán)境條件和儀器藥品條件：前者，如室溫、大氣壓和濕度等；后者，包括使用藥品的名稱、純度、濃度和儀器的名稱、規(guī)格、型號和實際精度等。 數(shù)據(jù)記錄要表格化 ，字跡要整齊清楚。保持一個良好的記錄習(xí)慣是物理化學(xué)實驗的基本要求之一。（舉例：雙液系氣液平衡相圖的測試 —— 數(shù)據(jù)記錄表） 15 （四）實驗報告 完成實驗報告是本課程的基本訓(xùn)練，它使學(xué)生在實驗數(shù)據(jù)處理、作圖、誤差分析、問題歸納等方面得到訓(xùn)練和提高。實驗報告的質(zhì)量在很大程度上反映了學(xué)生的實際水平和能力。 物理化學(xué)實驗報告的內(nèi)容大致可分為：實驗?zāi)康暮驮恚ê喴?、實驗裝臵、實驗條件、實驗步驟、實驗注意事項、原始實驗數(shù)據(jù)（列表）、數(shù)據(jù)的處理和作圖、結(jié)果和討論、思考題解答等。 在寫報告時，要求開動腦筋、鉆研問題、耐心計算、認(rèn)真作圖，使每次報告都合乎要求。重點應(yīng)放在對實驗數(shù)據(jù)的處理和對實驗結(jié)果的分析討論上。 16 實驗報告的討論可包括：對實驗現(xiàn)象的分析和解釋、對實驗結(jié)果的誤差分析、對實驗的改進(jìn)意見、心得體會和查閱文獻(xiàn)情況等。 一份好的實驗報告應(yīng)該符合實驗?zāi)康拿鞔_、原理清楚、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、作圖合理、結(jié)果正確、討論深入和字跡清楚等要求。 17 二、物理化學(xué)實驗的安全防護(hù) 物理化學(xué)實驗的安全防護(hù)，是一個關(guān)系到培養(yǎng)良好的實驗素質(zhì)，保證實驗順利進(jìn)行，保證實驗者和國家財產(chǎn)安全的重要問題。近代的物理化學(xué)實驗室，經(jīng)常遇到高溫、低溫的實驗條件，使用高氣壓（各種高壓氣瓶）、低氣壓（各種真空系統(tǒng)）、高電壓、高頻和帶有輻射（ X射線、激光、 γ 射線）的儀器，而且許多精密和自動化設(shè)備日益普遍使用，因此需要實驗者具備必要的安全防護(hù)知識，懂得應(yīng)采取的預(yù)防措施，以及一旦事故發(fā)生后應(yīng)及時采取的處理方法。 18 化學(xué)是一門實驗科學(xué)，化學(xué)實驗涉及到： ①化學(xué)藥品使用的安全防護(hù)；（先行實驗課已介紹過） ②實驗室用電的安全防護(hù)；（先行實驗課已介紹過） ③受壓容器的安全防護(hù)；（物理化學(xué)實驗特點） ④使用輻射源的安全防護(hù)；（物理化學(xué)實驗特點） ⑤實驗者的人身安全防護(hù) 。 二、物理化學(xué)實驗的安全防護(hù) 19 (一 )使用受壓容器的安全防護(hù) 受壓容器主要指高壓儲氣瓶、真空系統(tǒng)、供氣流穩(wěn)壓用的玻璃容器，以及盛入液氮的保溫瓶等。 1．高壓儲氣瓶的安全防護(hù) 高壓儲氣瓶是由無縫碳素鋼或合金鋼制成，按其所存儲的氣體及工作壓力分類如下表所示。 20 表 1 標(biāo)準(zhǔn)儲氣瓶型號分類表 氣 瓶 型 號 用 途 工作壓力 /kg?cm2 試驗壓力 / kg?cm2 水壓試驗 氣壓試驗 150 125 30 6 裝氫、氧、氮、氬、氦、甲烷、壓縮空氣等 裝二氧化碳及純凈水煤氣等 裝氨、氯、光氣等 裝二氧化硫 150 125 30 6 225 190 60 12 150 125 30 6 (一 )使用受壓容器的安全防護(hù) 21 表 2 常用儲氣瓶的色標(biāo) 氣瓶名稱 外表面顏色 字樣 字樣顏色 橫條顏色 氧氣瓶 氫氣瓶 氮氣瓶 純氬氣瓶 氦氣瓶 壓縮空氣瓶 氨氣瓶 二氧化碳?xì)馄? 氯氣瓶 乙炔瓶 天藍(lán) 深綠 黑 灰 棕 黑 黃 黑 草綠 白 氧 氫 氮 純氬 氦 壓縮空氣 氨 二氧化碳 氯 乙炔 黑 紅 黃 綠 白 白 藍(lán) 黃 白 紅 紅 棕 白 (一 )使用受壓容器的安全防護(hù) 22 使用儲氣瓶必須按正確的操作規(guī)程進(jìn)行，有關(guān)注意事項 ： ① 氣瓶放置要求 氣瓶應(yīng)存放在陰涼、干燥、遠(yuǎn)離熱源（如夏日避免日曬，冬天與暖氣片隔開，平時不要靠近爐火等）的地方，并用固定環(huán)將氣瓶固定在穩(wěn)固的支架、實驗桌或墻壁上，防止受外來撞擊和意外跌倒。易燃?xì)怏w氣瓶（如氫氣瓶等）的放臵房間，原則上不應(yīng)有明火或電火花產(chǎn)生，確實難以做到時應(yīng)該采取必要的防護(hù)措施。 (一 )使用受壓容器的安全防護(hù) 23 ② 使用時安裝減壓器（閥） 氣瓶使用時要通過減壓器使氣體壓力降至實驗所需范圍（ CO2氣瓶可不裝減壓閥）。安裝減壓器前應(yīng)確定其連接尺寸規(guī)格是否與氣瓶接頭相一致，接頭處需用專用墊圈。一般可燃性氣體氣瓶接頭的螺紋是反向的左牙紋，不燃性或助燃性氣體 氣瓶接頭的螺紋是正向的右牙紋。有些氣瓶需要使用專門減壓器（如氨氣瓶），各種減壓器一般不得混用。減壓器都裝有 安全閥 ，它是保護(hù)減壓器安全使用的裝臵，也是減壓器出現(xiàn)故障的信號裝臵。減壓器的安全閥應(yīng)調(diào)節(jié)到接受氣體的系統(tǒng)或容器的最大工作壓力。 (一 )使用受壓容器的安全防護(hù) 24 ③ 氣瓶操作要點 氣瓶需要搬運或移動時，應(yīng)拆除減壓器，旋上瓶帽，并使用專門的搬運車。啟開或關(guān)閉氣瓶時，實驗者應(yīng)站在減壓閥接管的