【正文】 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)定一定濃度的電解質(zhì)溶液在通過(guò)一定量的電量后濃度的。 實(shí)驗(yàn)十 離子遷移數(shù)的測(cè)定 一、目的和要求 1．掌握用希托夫法測(cè)定離子遷移數(shù)的方法和技術(shù)。 掌握電位差計(jì)的測(cè)量原理與使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 互溶度和連結(jié)線的滴定測(cè)定，三組份相圖的繪制。 實(shí)驗(yàn)八 三組分等溫相圖的繪制 一、目的和要求 1．了解三組分相圖的原理及應(yīng)用。 2．理解偏摩爾體積的物理意義。 2．測(cè)定組成與折射率的工作曲線，確定氣液組成，并繪制相圖，找出恒沸組成和最低恒沸點(diǎn)。 3．掌握阿貝折光儀的工作原理和使用方法。 實(shí)驗(yàn)六 完全互溶雙液系的平衡相圖 一、目的和要求 1．學(xué)會(huì)用阿貝折光儀測(cè)定液態(tài)物質(zhì)的折光率，并繪制雙液系的折光率 濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。 2．用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定蔗糖的分子量。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)定甲基紅溶液在不同環(huán)境下的最大吸收波長(zhǎng)，測(cè)定混合溶液的吸光度，求出平衡長(zhǎng)數(shù)。 44 2．掌握分光光度法測(cè)定甲基紅電離常數(shù)的基本原理。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)量不同溫度下的真空度；繪出 lgp 對(duì) 1/T 圖，求出斜率和相變熱 ΔH 及樣品的正常沸點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)三 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定 一、目的和要求 1．了解純液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系 ——克勞修斯 —克拉貝龍方程的意義。 4．選擇和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定固體或液體的燃燒熱。 2．了解氧彈量熱計(jì)的原理、構(gòu)造并掌握其使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)定恒溫槽的溫度、溫差、性能，分析恒溫槽靈敏度。 三、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配 章節(jié) 內(nèi) 容 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn) 1 溫度的測(cè)量與控制 4 實(shí)驗(yàn) 2 燃燒熱的測(cè)定 6 實(shí)驗(yàn) 3 液體飽和蒸汽壓的測(cè)定 5 實(shí)驗(yàn) 4 甲基紅電離平衡常數(shù)的測(cè)定 5 實(shí)驗(yàn) 5 凝固點(diǎn)降低法測(cè) 定摩爾質(zhì)量 5 實(shí)驗(yàn) 6 完全互溶雙液系的平衡相圖 5 實(shí)驗(yàn) 7 溶液偏摩爾體積的測(cè)定 5 實(shí)驗(yàn) 8 三組分等溫相圖的繪制 5 實(shí)驗(yàn) 9 原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及應(yīng)用 5 實(shí)驗(yàn) 10 離子遷移數(shù)的測(cè)定 5 實(shí)驗(yàn) 11 電導(dǎo)的測(cè)定及應(yīng)用 5 實(shí)驗(yàn) 12 氯離子選擇性電極的測(cè)試及應(yīng)用 5 實(shí)驗(yàn) 13 蔗糖的轉(zhuǎn)化 5 實(shí)驗(yàn) 14 乙酸乙酯皂化 5 實(shí)驗(yàn) 15 粘度的測(cè)定和應(yīng)用 5 實(shí)驗(yàn) 16 丙酮碘化 5 42 實(shí)驗(yàn) 17 溶液表面張力的測(cè)定 5 實(shí)驗(yàn) 18 固液吸附測(cè)比表面 5 實(shí)驗(yàn) 19 溶膠的制備及電泳 8 實(shí)驗(yàn) 20 表面活性劑 cmc 值的測(cè)定 5 43 教學(xué)內(nèi)容： 實(shí)驗(yàn)一 溫度的測(cè)量與控制 一、目的和要求 1．了解貝克曼溫度計(jì)、貝克曼數(shù)字溫度計(jì)、電接點(diǎn)溫度計(jì)等幾種溫度計(jì)的用法。 為了達(dá)到以上目的，努力實(shí)現(xiàn)上述 “能力 ”培養(yǎng)的基本任務(wù)，為我校培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神，適應(yīng)國(guó)家需要的高質(zhì)量的專門人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 41 因此在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意并加強(qiáng)學(xué)生這方面的培養(yǎng)和訓(xùn)練。 4．培養(yǎng)科學(xué)研究能力 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力是指研究和解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力。 3．培養(yǎng)自學(xué)能力 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是為我校高年級(jí)學(xué)生開設(shè)的一門獨(dú)立基礎(chǔ)課程，因此可以創(chuàng)造條件通過(guò)多方面來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。因此要求學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)中要勤于思考，善于分析、對(duì)比和綜合，充分發(fā)揮想象力，不斷提高思維的邏輯性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而進(jìn)一步鞏固和加深課堂所學(xué)的基本理論，重要概念和公式的理解以及應(yīng)用，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力和動(dòng)手、動(dòng)腦、觀察和思考問(wèn)題的能力。 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的主要任務(wù)是： 1．培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力 物理化學(xué)是一門理論性強(qiáng)、公式多、概念抽象的基礎(chǔ)課，學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的最大困難是概念不清和公式條件難以掌握。 40 2．掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和歸納方法，從而加深對(duì)物理化學(xué)基本理論和概念的理解，增強(qiáng)解決實(shí)際化學(xué)問(wèn)題的能力。 39 《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》 教學(xué)大綱 一、課程的基本信息 課程名稱： 《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》 英文名稱： Experiments in Physical Chemistry 課程性質(zhì)： 專業(yè)必修課程 課程編號(hào)： 0610017/0610018 周 學(xué) 時(shí)： 5/5 學(xué)時(shí) 總 學(xué) 時(shí)： 45/45 學(xué)時(shí) 學(xué) 分： 適用專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 預(yù)備知識(shí)： 高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué) 課程教材： 張洪林主編，《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、青島：中國(guó)海洋大學(xué)出版社出版、 2020 年 7月 ． 參考書目： [1] 山東大學(xué)等校編，《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn) 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 ． [2] 孫爾康等編 ， 《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，南京大學(xué)出版社， 1998 年 ． [3] 北京大學(xué)《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，北京大學(xué)出版社， 1995 年 ． [4] 復(fù)旦大學(xué)等編 ， 《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，高等教育出版社， 2020 年 ． 考核方式： 考查 制定時(shí)間： 2020 年 6 月制定 二、課程 的目的與任務(wù) 《 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) 》 作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)的重要分支，是化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生必修的一門獨(dú)立的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。 8． 大分子溶液 大分子溶液的特點(diǎn) 。 6．溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用 影響溶膠穩(wěn)定性和聚沉作用的因素、聚沉值、高分子化合物對(duì)溶膠的絮凝和 38 穩(wěn)定作用、膠體穩(wěn)定性的 DLVO 理論。 4．溶膠的光學(xué)性質(zhì) 丁達(dá)爾效應(yīng)，瑞利公式。 2．溶膠的制備和凈化 溶膠的制備方法和凈化方法、溶膠的形成和老化機(jī)理。 3．掌握膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)和膠體穩(wěn)定性與聚沉作用。 第十四章 膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液 一、本章基本要求 1．了解分散體系的分類及膠體的定義 。 6．表面活性劑及其作用 表面活性劑的定義、分類及作用。 37 4．液 液界面的性質(zhì) 液 液界面的輔展、單分子表面膜、表面壓。 2．彎曲表面上的附加壓力和蒸氣壓 彎曲表面上附件壓力的產(chǎn)生、 YoungLaplace 公式、彎曲表面上的蒸氣壓—Kelvin公式。 8．了解吉布斯吸附公式的含義和應(yīng)用。 6．了解朗繆爾單分子層吸附理 論，理解朗繆爾吸附等溫式。 4．理解亞穩(wěn)狀態(tài)與新相生成的關(guān)系。 2．理解接觸角、潤(rùn)濕、附加壓力的概念及其與表面張力的關(guān)系。 5．催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 催化劑與催化作用、催化反應(yīng)的一般機(jī)理、均相催化反應(yīng)、酶催化反應(yīng)。 3．快速反應(yīng)的幾種測(cè)試手 段 弛豫法、閃光光解法。 二、教學(xué)內(nèi)容 1．反應(yīng)速率理論 氣相雙分子簡(jiǎn)單碰撞理論、過(guò)渡狀態(tài)理論、單分子反應(yīng)理論。 4．了解快速反應(yīng)常用的測(cè)試方法及弛豫時(shí)間 。 2．了解分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的常用實(shí)驗(yàn)方法 。 6．鏈反應(yīng) 直鏈反應(yīng)、 支鏈反應(yīng)、鏈反應(yīng)與爆炸、復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理法。 4．幾種典型的復(fù)雜反應(yīng) 對(duì)峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)的速率方程、特點(diǎn)。 2．化學(xué)反應(yīng)的速率方程 基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)、基元反應(yīng)的速率方程 質(zhì)量作用定律，反應(yīng)分子數(shù)，速率方程的一般形式、反應(yīng)級(jí)數(shù)、速率常數(shù)。 35 6．掌握鏈反應(yīng)的特點(diǎn)，會(huì)應(yīng)用穩(wěn)態(tài)近似 、平衡假設(shè)等近似處理方法。 4．掌握典型的復(fù)雜反應(yīng)速率方程的建立及各自的特點(diǎn) 。 2．熟悉反應(yīng)速率的表達(dá)，速率常數(shù)ｋ的物理意義。 5．化學(xué)電源 化學(xué)電源的種類、燃料電池、蓄電池。 3．電解時(shí)電極上的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng) 金屬的析出與氫的超電勢(shì)、金屬離子的分離 。 二、教學(xué)內(nèi)容 1．分解電壓 分解電壓的測(cè)定及定義。 3．掌握電解時(shí)陰極、陽(yáng)極電極反應(yīng)的一般規(guī)律，在給定的條件下會(huì)計(jì)算電極電勢(shì)和確定電極反應(yīng)的順序 。 第十章 電解與 極化作用 34 一、本章基本要求 1．了解分解電壓的意義 。 5．電極電勢(shì)和電池的電動(dòng)勢(shì) 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) —標(biāo)準(zhǔn)氫電極、參比電極、電極電勢(shì)及其計(jì)算。 3．原電池?zé)崃W(xué) Nernst 方程、由標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)求電池反應(yīng)的平衡常數(shù)、由電動(dòng)勢(shì) E 及其溫度系數(shù)求反應(yīng)的 ΔrHm和 ΔrSm。 二、教學(xué)內(nèi)容 1．可逆電池和可逆電極 可逆電池的條件、可逆電 池的書寫方法、電極反應(yīng) 。 4．掌握電池?zé)崃W(xué)關(guān)系，熟悉 E、 ?E / ?T 及 △ G、 △ S、 △ H、 Kθ的 的互算關(guān)系。 2．掌握電池符號(hào)書寫，電池和化學(xué)反應(yīng)的互易關(guān)系。 4．電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子、離子強(qiáng)度 5．強(qiáng) 電解質(zhì)溶液理論簡(jiǎn)介 DebyeHuckel 離子互吸理論 、離子氛模型、 DebyeOnsager 電導(dǎo)理論 。離子獨(dú)立移動(dòng)定律和離子的摩爾電導(dǎo)率。 2．離子的電遷移率和遷移數(shù) 離子的遷移現(xiàn)象、遷移數(shù)、遷移數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 5．了解強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論，并會(huì)使用德拜 休克爾極限公式。 3．掌握遷移數(shù)、離子電導(dǎo)、離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律及相互關(guān)系。 第八章 電解質(zhì)溶液 一、本章基本要求 1．了解遷移數(shù)的意義及常用的測(cè)定遷數(shù)的方法。平動(dòng)配分函數(shù)的計(jì)算，雙原子分子轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)配分函數(shù)的計(jì)算。 3．配分函數(shù) 配分函數(shù)的定義、配分函數(shù)與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系、配 分函數(shù)的分離。 二、教學(xué)內(nèi)容 32 1．概論 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的研究方法和目的、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分類、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本假定 。 5．理解粒子配分函數(shù)的意義及計(jì)算 。 3．了解最概然分布及平衡分布 。 7．同時(shí)平衡 8．反應(yīng)的耦合 9．近似計(jì)算 第七章 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ) 一 、本章基本要求 1．了解統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本假設(shè)。 6．溫度、壓力及惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡的影響 溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響：吉布斯 亥姆霍茲方程，范特霍夫方程，不同溫度下平衡常數(shù)的求算。 3．平衡常數(shù)的表示式 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表示式，分解壓力與分解溫度。 二、教學(xué)內(nèi)容 31 1．化學(xué)反應(yīng)的平衡條件 化學(xué)反應(yīng)的平衡條件和反應(yīng)進(jìn)度的關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)的親和勢(shì)。 3．掌握用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)及平衡組成的方法判斷在一定條件下化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的方向，會(huì)分析溫度、壓力、組成等因素對(duì)平衡的影響。 2．掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義。 4．三組分系統(tǒng)的相圖 三角形坐標(biāo)表示法、部分互溶的三液體系統(tǒng)、二固體和一液體的水鹽系統(tǒng)、三組分低共熔系統(tǒng) 。 2．單組分系統(tǒng)相平衡 單組分系統(tǒng)的兩相平衡 —Clapeyron方程、外壓與蒸氣壓的關(guān)系、水的相圖。 4．了解由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制簡(jiǎn)單相圖的方法。 2．掌握單組分系統(tǒng)、二組分氣 液平衡系統(tǒng)和二組分凝聚系統(tǒng)典型相圖的分析和應(yīng)用。 5．稀溶液的依數(shù)性 蒸氣壓下降，凝固點(diǎn)降低，沸點(diǎn)升高，滲透壓。 3．化學(xué)勢(shì) 化學(xué)勢(shì)的定義、化學(xué)勢(shì)在相平衡中的應(yīng)用、化學(xué)勢(shì)與溫度和壓力的關(guān)系、理想氣體及其混合物的化學(xué)勢(shì)、非理想氣體混合物的化學(xué)勢(shì) —逸度的概念、理想液態(tài)混合物中各組分的化學(xué)勢(shì)、理想液態(tài)混合物的通性、非理想液態(tài)混合物中各組分的化學(xué)勢(shì) —活度的概念、非理想稀溶 液中各組分的化學(xué)勢(shì)。了解真實(shí)理想液態(tài)混合物、真實(shí)溶液中各組分化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式。 7．理解逸度的定義，了解逸度的計(jì)算。 5．理解理想液態(tài)混合物的定義，理解混合性質(zhì)。 3．了解稀溶液的依數(shù)性，并理解其應(yīng)用。 第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué) 一、本章基本要求 29 1．了解混合物與溶液的區(qū)別，會(huì)各種組成表示之間的換算。 4．熱力學(xué)基本方程和麥克斯韋關(guān)系式 熱力學(xué)基本方 程，麥克斯韋關(guān)系式、特性函數(shù)、 Gibbs 自由能與溫度和壓力的關(guān)系。 2．熵變計(jì)算 等溫過(guò)程的熵變的計(jì)算、非等溫過(guò)程熵變的計(jì)算。 8．理解克拉佩龍方程、克勞修斯 克拉佩龍方程，掌握其計(jì)算。 6．掌握主要熱力學(xué)公式的推導(dǎo)和適用條件。 4．掌握物質(zhì)在 PVT 變化、相變化中熵、亥姆霍茲自由能、吉布斯自由能的計(jì)算及熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用。 2．掌握熱力學(xué)第二定律的文字表述和數(shù)學(xué)表達(dá)式。 8．熱化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)、等容熱效應(yīng)、反應(yīng)進(jìn)度，標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓，標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系。 6．卡諾循環(huán) Carnot 循環(huán)、熱機(jī)效率、冷凍系數(shù)、熱泵。 4．熱容 平均熱容、定壓摩爾熱容 、定容摩爾熱容、 Cp,m與 Cv,m的關(guān)系。 2．熱力學(xué)第一定律 功、熱、熱力學(xué)能，熱力學(xué)第一定律，恒容熱、恒壓熱、焓。 4．掌握熱力學(xué)第一定律在純 P V T 變化、相變化及化學(xué)變化中的應(yīng)用，掌握計(jì)算各種過(guò)程的功、熱、熱力學(xué)能變、焓變的方法。 27 2．掌握熱力學(xué)第一定律文字表述和數(shù)學(xué)表達(dá)式 。 3．對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理及壓縮因子圖 對(duì)比參數(shù)、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理，用壓縮因子圖進(jìn)行普遍化計(jì)算。 二、教學(xué)內(nèi)容 1．理想氣體及狀態(tài)方程、分壓定律、分體積定律。 4．理解真實(shí)氣體與理想氣體的 偏差、臨界現(xiàn)象。 2．掌握理想氣體的宏觀定義及微觀模型。 4．怎樣學(xué)習(xí)物理化學(xué)。 2．物理化學(xué)的形成、發(fā)展和前景。 三、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配 章節(jié) 內(nèi) 容 學(xué)時(shí) 緒論 緒論 2 第一章 氣體 0 第