课程代码 物理化学与胶体化学 physical chemistry and colloid chemistry 学分:3.5总学时:64理论学时:48实验:16 、课程目的 物理化学和胶体化学是研究变化规律性的基础科学,本课程是农业院校主要的基础课程,是生 命科学、土壤科学、食品科学、环境科学等专业本科生的必修课程。该课程科学地、系统地、严谨 地阐明化学的基本理论,为学生深入学习有关专业课程打下坚实的基础 、课程基本要求 (1)重点掌握化学热力学的基本理论和基本方法 (2)重点掌握判断变化发生方向和限度的判据。 (3)掌握研究变化机理的基本手段。 (4)掌握表面化学和胶体化学的基本内容。 (5)了解物理化学基本原理在实际体系中的应用,学会科学的思维方法,提高分析问题和解决问 题的能力。 三、教材 《物理化学》董元彦,李宝华,路福绥主编,科学出版社 主要参考教材: 《物理化学》(上、下册)天津大学物理化学教研室编,高等教育出版社 四、课程内容 第1章化学热力学基础 主要内容:热力学的能量守恒原理.热力学第一定律.可逆过程与最大功.理想气体的热力学. 重点和难点:化学热力学的基本概念和基本公式.复习热化学. Kirchhoff公式.熵变的计算 第2章自由能、化学势和溶液 主要内容: Gibbs自由能判据、热力学第一、二定律联合公式、 Gibbs自由能及判据、 Helmholtz自由能. Gibbs自由能与温度、压力的关系.△G的计算、简单的P.V.T变化过程 相变过程、化学反应.稀溶液的依数性. 重点和难点:自由能、偏摩尔数量.掌握理想气体、理想溶液的化学势. 第3章相平衡 主要内容:相律基本概念。单组分体系、 Clapeyron方程、水的相图.二组分双液体系.理 想完全互溶双液系.非理想完全互溶双液系.部分互溶双液系. 重点和难点:掌握相律的基本概念和 Clapeyron方程.掌握理想双液系相图,了解其它二元体 系的相律 第4章化学平衡 主要内容:化学势与化学平衡,反应进度和反应限度的关系.化学反应定温方程式及化学反应的 平衡常数.平衡常数的测定和计算 重点和难点:化学势与化学平衡的关系.平衡常数的测定和计算.各种因素对化学平衡的影响 第5章电解质溶液 主要内容:电解质溶液的导电机理, Faraday定律、离子的电迁移.电导及其应用.强电解质 溶液的活度及活度系数、影响离子平均活度系数的因素.强电解质溶液理论 重点和难点:掌握离子电迁移;掌握电导、电导率及其计算和应用.电解质溶液的活度和活度 系数.了解强电解质溶液理论
课程代码： 物理化学与胶体化学 physical chemistry and colloid chemistry 学分：3.5 总学时：64 理论学时：48 实验：16 一、 课程目的 物理化学和胶体化学是研究变化规律性的基础科学，本课程是农业院校主要的基础课程，是生 命科学、土壤科学、食品科学、环境科学等专业本科生的必修课程。该课程科学地、系统地、严谨 地阐明化学的基本理论，为学生深入学习有关专业课程打下坚实的基础。 二、 课程基本要求 (1)重点掌握化学热力学的基本理论和基本方法。 (2)重点掌握判断变化发生方向和限度的判据。 (3)掌握研究变化机理的基本手段。 (4)掌握表面化学和胶体化学的基本内容。 (5)了解物理化学基本原理在实际体系中的应用,学会科学的思维方法，提高分析问题和解决问 题的能力。 三、 教材 《物理化学》董元彦，李宝华，路福绥主编，科学出版社 主要参考教材： 《物理化学》（上、下册） 天津大学物理化学教研室编,高等教育出版社 四、 课程内容 第 1 章 化学热力学基础 主要内容：热力学的能量守恒原理.热力学第一定律.可逆过程与最大功.理想气体的热力学. 重点和难点：化学热力学的基本概念和基本公式. 复习热化学. Kirchhoff 公式.熵变的计算. 第 2 章 自由能、化学势和溶液 主要内容：Gibbs 自由能判据、热力学第一、二定律联合公式 、 Gibbs 自由能及判据 、 Holmholtz 自由能.Gibbs 自由能与温度、压力的关系.△ G 的计算、 简单的 P.V.T 变化过程 、 相变过程 、 化学反应.稀溶液的依数性. 重点和难点：自由能、偏摩尔数量.掌握理想气体、理想溶液的化学势. 第 3 章 相平衡 主要内容：相律基本概念。单组分体系、 Clapeyron 方程 、 水的相图.二组分双液体系.理 想完全互溶双液系.非理想完全互溶双液系.部分互溶双液系. 重点和难点：掌握相律的基本概念和 Clapeyron 方程.掌握理想双液系相图,了解其它二元体 系的相律. 第 4 章 化学平衡 主要内容：化学势与化学平衡,反应进度和反应限度的关系.化学反应定温方程式及化学反应的 平衡常数.平衡常数的测定和计算. 重点和难点：化学势与化学平衡的关系.平衡常数的测定和计算.各种因素对化学平衡的影响. 第 5 章 电解质溶液 主要内容： 电解质溶液的导电机理,Faraday 定律 、离子的电迁移.电导及其应用.强电解质 溶液的活度及活度系数、影响离子平均活度系数的因素.强电解质溶液理论. 重点和难点：掌握离子电迁移；掌握电导、电导率及其计算和应用.电解质溶液的活度和活度 系数.了解强电解质溶液理论
第6章可逆电池电动势 主要内容:可逆电池、电极的类型和电极反应、电池表示法电极电势.可逆电池热力学.电池 电动势的测定及其应用.电子活度和p电势图. 重点和难点:掌握电池、电极、电动势、 Nernst公式及其应用.掌握可逆电池热力学.了解 pe、pH电势图和生化标准电极电势 第7章不可逆电极过程 主要内容:分解电压极化现象和超电势.极谱分析原理. 重点和难点:分解电压、极化现象和超电势.极谱分析的原理.金属腐蚀及防护;化学电源 第8章化学动力学 主要内容:化学反应速率、基元反应、反应级数、速率常数、反应分子数.一级反应、二 级反应、三级反应和零级反应、应级数的确定.温度对反应速率的影响 重点和难点:化学动力学的基本概念:简单级数反应的特点及其计算.掌握温度对反应速率的 影响. Arrhenius公式及应用 第9章光化学 主要内容:光化学第一定律、光化学第二定律. 重点和难点:光化学反应及其基本规律 第10章液体表面 主要内容:表面 Gibbs自由能、表面张力.溶液表面吸附.表面活性物质结构特点、表面活性 物质分类 重点和难点:液体表面及弯曲液面的特性.溶液表面吸附.表面活性物质的结构特点 膜、胶束和液晶. 第11章固体表面 主要内容:固体表面特性.气固界面吸附、吸附作用、吸附理论、吸附作用的应用.液固界面 吸附.润湿现象、润湿作用的应用 重点和难点:固体表面及气固表面吸附.了解液固表面吸附 第12章溶胶 主要内容:分散体系.溶胶的制备与净化.溶胶的光学性质、 Tyndall效应的规律.溶胶的动力 学性质、扩散与渗透压、沉降和沉降平衡.溶胶的电学性质、动现象、胶粒表面电荷的来源、双 电层结构、溶胶胶团的结构 重点和难点:分散体系.溶胶的制备和净化.溶胶的光学性质、动力学性质和电学性质 第13章乳状液与泡沫 主要内容:乳状液的类型.乳状液的稳定性与乳化.乳状液的转型与破坏.重点和难点:乳状液 的特点及稳定性.乳状液的类型理论.乳状液的制备,转型与破坏.微乳状液.泡沫的特点及稳定性. 第14章高分子溶液 主要内容:高分子溶液、分子溶液与小分子溶液、溶胶的异同点.高分子化合物的相对分子量 溶液中高分子的柔性、溶液中高分子的形态、高分子化合物的溶解过程、分子溶解过程的热力 学处理,高分子溶液的渗透压、高分子溶液的粘度、分子溶液的光散射、分子溶液的超速离心沉 降高分子电解质溶液.高分子在固液界面上的吸附、高分子对溶胶的稳定作用.高分子物质的降解. 重点和难点:高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点.高分子化合物的相对分子量.溶液中 高分子的特点.高分子溶液的性质 第15章凝胶及膜平衡 主要内容:凝胶的类型、凝胶的结构及稳定性.胶凝作用.凝胶的性质、凝胶的溶胀、胶液收 缩、凝胶中的扩散与化学反应、胶溶作用.凝胶在科学研究中的应用、凝胶色谱、凝胶电泳、 凝胶膜 重点和难点凝胶及其结构特点.各种因素对胶凝作用的影响,凝胶的性质. Donnan平衡及对膜 内外离子分布的影响 五、习题 根据教学需要,布置50道习题,作业完成情况作为评定课程成绩的一部分
第 6 章 可逆电池电动势 主要内容：可逆电池、电极的类型和电极反应、电池表示法.电极电势.可逆电池热力学.电池 电动势的测定及其应用.电子活度和 pH 电势图. 重点和难点：掌握电池、电极、电动势、 Nernst 公式及其应用. 掌握可逆电池热力学.了解 pe 、 pH 电势图和生化标准电极电势 第 7 章 不可逆电极过程 主要内容：分解电压.极化现象和超电势.极谱分析原理. 重点和难点：分解电压、极化现象和超电势.极谱分析的原理.金属腐蚀及防护；化学电源. 第 8 章 化学动力学 主要内容：化学反应速率 、基元反应 、反应级数 、速率常数 、反应分子数.一级反应 、二 级反应 、三级反应和零级反应、应级数的确定.温度对反应速率的影响. 重点和难点：化学动力学的基本概念；简单级数反应的特点及其计算.掌握温度对反应速率的 影响. Arrhenius 公式及应用. 第 9 章 光化学 主要内容：光化学第一定律 、光化学第二定律. 重点和难点：光化学反应及其基本规律. 第 10 章 液体表面 主要内容：表面 Gibbs 自由能、表面张力.溶液表面吸附.表面活性物质结构特点 、表面活性 物质分类. 重点和难点：液体表面及弯曲液面的特性.溶液表面吸附.表面活性物质的结构特点. 膜、胶束和液晶. 第 11 章 固体表面 主要内容：固体表面特性.气固界面吸附、吸附作用 、吸附理论 、吸附作用的应用.液固界面 吸附.润湿现象 、润湿作用的应用. 重点和难点:固体表面及气固表面吸附.了解液固表面吸附. 第 12 章 溶胶 主要内容：分散体系.溶胶的制备与净化.溶胶的光学性质、Tyndall 效应的规律.溶胶的动力 学性质、扩散与渗透压 、沉降和沉降平衡.溶胶的电学性质、动现象 、胶粒表面电荷的来源 、双 电层结构 、溶胶胶团的结构. 重点和难点：分散体系.溶胶的制备和净化.溶胶的光学性质、动力学性质和电学性质. 第 13 章 乳状液与泡沫 主要内容：乳状液的类型.乳状液的稳定性与乳化.乳状液的转型与破坏.重点和难点：乳状液 的特点及稳定性.乳状液的类型理论.乳状液的制备，转型与破坏.微乳状液.泡沫的特点及稳定性. 第 14 章 高分子溶液 主要内容：高分子溶液、分子溶液与小分子溶液、溶胶的异同点.高分子化合物的相对分子量. 溶液中高分子的柔性 、溶液中高分子的形态 、高分子化合物的溶解过程 、分子溶解过程的热力 学处理.高分子溶液的渗透压 、高分子溶液的粘度 、分子溶液的光散射 、分子溶液的超速离心沉 降高分子电解质溶液.高分子在固液界面上的吸附 、高分子对溶胶的稳定作用.高分子物质的降解. 重点和难点：高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点.高分子化合物的相对分子量.溶液中 高分子的特点.高分子溶液的性质. 第 15 章 凝胶及膜平衡 主要内容：凝胶的类型 、凝胶的结构及稳定性.胶凝作用.凝胶的性质、凝胶的溶胀 、胶液收 缩 、凝胶中的扩散与化学反应 、胶溶作用.凝胶在科学研究中的应用、凝胶色谱 、凝胶电泳 、 凝胶膜. 重点和难点凝胶及其结构特点.各种因素对胶凝作用的影响，凝胶的性质. Donnan 平衡及对膜 内外离子分布的影响. 五、 习题 根据教学需要，布置 50 道习题，作业完成情况作为评定课程成绩的一部分
六、实验或实践环节 实验名称 内容提要 燃烧热的测定 测萘燃烧热,作雷诺校正图,计算萘的等容燃烧热和等用 燃烧热。 二级反应乙酸乙酯皂4 测两种不同温度下同浓度的NaOH和乙酸乙酯溶液电导率 和反应时间 复杂反应丙酮溴化4 测定丙酮溴化反应时间与光密度的关系,用作图法求反应 的速率常数 最大气泡法测表面张4 定温下测定水和不同浓度的正丁醇水溶液的最大气泡 力 力,并计算其表面张力 七、学时分配 内容 化学热力学基础 自由能、化学势和溶液 7644 化学平衡 电解质溶液 可逆电池电动势 不可逆电极过程 化学动力学 光化学 液体表面 414 固体表面 乳状液与泡沫 322 高分子溶液 凝胶及膜平衡 合计 八、先修课程 无机及分析化学、基础有机化学、基础化学实验、大学数学、大学物理。 九、优选专业 农学、动物科学、动物医学、食品科学、生命科学、环境资源、植物保护 十、执行说明 本课程为必修课,理论课成绩占70%,实验成绩占30%,两项合计为最终成绩
六、 实验或实践环节 序 号 实验名称 学 时 内容提要 1 燃烧热的测定 4 测萘燃烧热，作雷诺校正图，计算萘的等容燃烧热和等压 燃烧热。 2 二级反应乙酸乙酯皂 化 4 测两种不同温度下同浓度的 NaOH 和乙酸乙酯溶液电导率 和反应时间 3 复杂反应丙酮溴化 4 测定丙酮溴化反应时间与光密度的关系,用作图法求反应 的速率常数 4 最大气泡法测表面张 力 4 定温下测定水和不同浓度的正丁醇水溶液的最大气泡压 力，并计算其表面张力 七、 学时分配 八、 先修课程 无机及分析化学、基础有机化学、基础化学实验、大学数学、大学物理。 九、 优选专业 农学、动物科学、动物医学、食品科学、生命科学、环境资源、植物保护。 十、 执行说明 本课程为必修课，理论课成绩占 70%，实验成绩占 30%，两项合计为最终成绩。 序 号 内 容 学时 1 化学热力学基础 7 2 自由能、化学势和溶液 6 3 相平衡 4 4 化学平衡 4 5 电解质溶液 4 6 可逆电池电动势 4 7 不可逆电极过程 1 8 化学动力学 4 9 光化学 1 10 液体表面 4 11 固体表面 1 12 溶胶 3 13 乳状液与泡沫 2 14 高分子溶液 2 15 凝胶及膜平衡 1 实验 16 合计 64
执笔:黄新辉审核:马淑惠
执笔：黄新辉 审核：马淑惠