《物理化学实验》课程教学大纲

《物理化学实验》教学大纲 课程名称:物理化学实验 课程编号:920189 课程性质:平台必修课 适用专业:制药工程 考核方式:实验操作 学时学分:48学时,2.5学分 第一部分 说明 物理化学实验是应用化学专业一门基础实验课程。其目的在于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分析和记录,实验条件的选择、改进和判断,实验数据的测量和综合 处理,实验结果的解析、归纳和总结,掌握一套严谨的实验研究方法,从而加深对物理化学 基本理论的理解。进一步培养学生良好的实验作风和实验素质,以增强解决实际化学问题的 能力,为培养一个优秀的化学工作者奠定坚实的基础。 本实验课包括实验讲座和实验两部分,实验讲座为8学时。完成实验10个,每个实 验为4学时 第二部分 物理化学实验基本内容 实验讲座 [教学目标]使学生对物理化学的实验方法、实验技术、仪器设备有一个系统的了解 [教学内容] 讲座内容应包括本实验课程的学习方法、安全防护、数据处理、文献查阅、报告书 写和实验设计思想等实验的基本要求,同时还应较系统地介绍物理化学实验的基本实验 方法和实验技术,随着科学技术的飞速发展,电脑自动记录和自动控制技术也已逐步进 入化学实验室,故应适当介绍电子技术和电脑在物理化学实验中的应用。 [教学重点基本实验技术和仪器设备的基本工作原理 [教学难点]电子技术和计算机接口技术 [教学学时]8学时

1 《物理化学实验》教学大纲 课程名称： 物理化学实验 课程编号： 920189 课程性质： 平台必修课 适用专业： 制药工程 考核方式： 实验操作 学时学分： 48 学时，2.5 学分 第一部分 说明 物理化学实验是应用化学专业一门基础实验课程。其目的在于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分析和记录，实验条件的选择、改进和判断，实验数据的测量和综合 处理，实验结果的解析、归纳和总结，掌握一套严谨的实验研究方法，从而加深对物理化学 基本理论的理解。进一步培养学生良好的实验作风和实验素质，以增强解决实际化学问题的 能力，为培养一个优秀的化学工作者奠定坚实的基础。 本实验课包括实验讲座和实验两部分，实验讲座为 8 学时。完成实验 10 个，每个实 验为 4 学时。 第二部分 物理化学实验基本内容 实验讲座 [教学目标] 使学生对物理化学的实验方法、实验技术、仪器设备有一个系统的了解 [教学内容] 讲座内容应包括本实验课程的学习方法、安全防护、数据处理、文献查阅、报告书 写和实验设计思想等实验的基本要求，同时还应较系统地介绍物理化学实验的基本实验 方法和实验技术，随着科学技术的飞速发展，电脑自动记录和自动控制技术也已逐步进 入化学实验室，故应适当介绍电子技术和电脑在物理化学实验中的应用。 [教学重点] 基本实验技术和仪器设备的基本工作原理 [教学难点] 电子技术和计算机接口技术 [教学学时] 8 学时

[考核目标]:对物理化学实验的基本原理和方法以及仪器设备的原理有一个初步 了解。 基本实验(选作10个) [教学目标] 完成16个实验操作、数据处理和实验报告。通过这些基本实验使学生实验态度、实验 作风、实验操作和技能以及对实验现象的观察、分析、对实验数据和结果的综合评估能力都 能有一个较大的提高,为后续课程和毕业设计奠定坚实的基础 [教学内容]由18个实验中根据具体情况选取 [教学重难点]实验操作和数据处理 [教学方法]实验 [教学学时]40学时 [考核目标]物理化学实验课完成后,应能独立完成任一个实验的全部过程,并能独立设 计简单的实验。 实验1恒温水浴的组装及性能评价 [教学目标] 1、了解恒温水浴的构造及其工作原理,学会恒温水浴的装配技术 2、测绘恒温水浴的灵敏度曲线,并对恒温水浴的性能进行评价 [教学内容] 由搅拌、加热器、导线、电表和温控仪及恒温水槽等组装一套恒温水浴系统,并用电 子贝克曼温度计至少测定两个恒温温度的恒温水浴灵敏度曲线,以观察、分析、评价所组装 的恒温水浴系统的性能指标 [教学重难点]恒温水浴的组装及灵敏度曲线的测绘 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标]应熟练掌握恒温水浴的组装及所涉及各仪器设备的使用,应学会恒温水浴灵 敏度曲线的测绘及对所用恒温水浴性能作出正确评估。 实验2凝固点降低法测定有机物的摩尔质量 [教学目标] 1、掌握溶液凝固点的测量技术和温差测量技术 2、加深对稀溶液依数性质的理解

2 [考核目标]：对物理化学实验的基本原理和方法以及仪器设备的原理有一个初步 了解。 基本实验（选作 10 个） [教学目标] 完成 16 个实验操作、数据处理和实验报告。通过这些基本实验使学生实验态度、实验 作风、实验操作和技能以及对实验现象的观察、分析、对实验数据和结果的综合评估能力都 能有一个较大的提高，为后续课程和毕业设计奠定坚实的基础。 [教学内容] 由 18 个实验中根据具体情况选取 [教学重难点] 实验操作和数据处理 [教学方法] 实验 [教学学时] 40 学时 [考核目标] 物理化学实验课完成后，应能独立完成任一个实验的全部过程，并能独立设 计简单的实验。 实验 1 恒温水浴的组装及性能评价 [教学目标] 1、了解恒温水浴的构造及其工作原理，学会恒温水浴的装配技术； 2、测绘恒温水浴的灵敏度曲线，并对恒温水浴的性能进行评价。 [教学内容] 由搅拌、加热器、导线、电表和温控仪及恒温水槽等组装一套恒温水浴系统，并用电 子贝克曼温度计至少测定两个恒温温度的恒温水浴灵敏度曲线，以观察、分析、评价所组装 的恒温水浴系统的性能指标。 [教学重难点] 恒温水浴的组装及灵敏度曲线的测绘 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标] 应熟练掌握恒温水浴的组装及所涉及各仪器设备的使用，应学会恒温水浴灵 敏度曲线的测绘及对所用恒温水浴性能作出正确评估。 实验 2 凝固点降低法测定有机物的摩尔质量 [教学目标] 1、掌握溶液凝固点的测量技术和温差测量技术； 2、加深对稀溶液依数性质的理解

[教学内容] 由适当药品、冰、水银温度计、电子贝克曼温度计和凝固点测定仪等组装成凝固点测定 系统。分别测定溶剂及加入溶质后的稀溶液的凝固点,由二者的温度差△Tr计算出溶质的摩 尔质量。 [教学重难点]溶剂及溶液的凝固点测量及温差测量技术 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标]学会温差测量技术,掌握溶液凝固点的测量方法和实验操作技能 实验3液体饱和蒸气压的测定及测量系统的设计 [教学目标] 1、初步掌握真空测量系统的设计 2、利用真空技术测定液体的饱和蒸气压:学会用图解法求被测液体在实验温度范围内 的平均縻尔气化热和正常沸点 3、深刻理解克一克方程及其应用,拓宽知识面 [教学内容] 采用电炉、电子压力计、蒸气压测定装置、真空泵和适量试剂(一般测定对象为水)等 组成纯液体饱和蒸气压测量系统,分别采用升温和降温并约每隔3℃左右测定一个点,采用 静态法测定纯液体和该液体蒸气的T-P平衡曲线,并求出该液体的平均摩尔气化热。 [教学重难点]真空实验技术和纯水的气一液平衡曲线 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标]应初步掌握真空实验技术:应测量好纯水的气一一液平衡曲线,并求出在实 验温度范围内水的平均縻尔气化热和正常沸点 实验4有机物燃烧热的测量 [教学目标] 1、学习用氧弹式热量计测量物质燃烧热的方法和实验操作技术 2、学习用雷诺图解法(或用奔特公式)校正温度改变值 3、能熟练采用此技术测定其它物质的燃烧热 [教学内容]

3 [教学内容] 由适当药品、冰、水银温度计、电子贝克曼温度计和凝固点测定仪等组装成凝固点测定 系统。分别测定溶剂及加入溶质后的稀溶液的凝固点，由二者的温度差△Tf计算出溶质的摩 尔质量。 [教学重难点]溶剂及溶液的凝固点测量及温差测量技术 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标] 学会温差测量技术，掌握溶液凝固点的测量方法和实验操作技能。 实验 3 液体饱和蒸气压的测定及测量系统的设计 [教学目标] 1、初步掌握真空测量系统的设计； 2、利用真空技术测定液体的饱和蒸气压；学会用图解法求被测液体在实验温度范围内 的平均縻尔气化热和正常沸点； 3、深刻理解克—克方程及其应用，拓宽知识面。 [教学内容] 采用电炉、电子压力计、蒸气压测定装置、真空泵和适量试剂（一般测定对象为水）等 组成纯液体饱和蒸气压测量系统，分别采用升温和降温并约每隔 3℃左右测定一个点，采用 静态法测定纯液体和该液体蒸气的 T—P 平衡曲线，并求出该液体的平均摩尔气化热。 [教学重难点] 真空实验技术和纯水的气—液平衡曲线 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标] 应初步掌握真空实验技术；应测量好纯水的气——液平衡曲线，并求出在实 验温度范围内水的平均縻尔气化热和正常沸点。 实验 4 有机物燃烧热的测量 [教学目标] 1、学习用氧弹式热量计测量物质燃烧热的方法和实验操作技术； 2、学习用雷诺图解法（或用奔特公式）校正温度改变值； 3、能熟练采用此技术测定其它物质的燃烧热。 [教学内容]

本实验采用氧弹式热量计、电子贝克曼温度计、氧气钢瓶、氧气减压阀及长沙仪器厂的 微电脑热量测量系统,并采用自动化数据采样记录处理系统来完成氧弹式卡记的热容标定及 有机物燃烧热的测定,并现场打印实验数据和处理结果,使学生体会计算机技术在化学实验 中应用的优良效果 [教学重难点]用氧弹式热量计测量物质燃烧热。 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标]应掌握用氧弹式热量计的热量测量方法和实验操作,并应了解用微电脑采取 数据的接口方法 实验5二组分双液相图的绘制 [教学目标] 1、掌握绘制双组分气一液平衡相图的方法和相应的测量技术 2、掌握用折光仪测溶液的折射率确定二元液体组成的方法 [教学内容] 采用沸点测定仪、温度计、低压电源、阿贝折光仪及恒温水浴等分别组装成沸点测定系 统和组成测定系统,并采用两种液体(如环已烷一乙醇)先配成系列组成的溶液,先测定标 准溶液的折光率,绘制折光率与组成的工作曲线,然后测定沸点时相应的气相和液相的折光 率,由折光率与组成工作曲线查相应的气、液相组成,绘制双液系的气一液平衡相图。 [教学重难点]测量双液系气一液平衡时气、液相组成并绘制相图 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标]应学会绘制双液系气一液平衡相图的方法和相竝的验操作技术 实验6热分析技术的应用—金属相图的测绘 [教学目标 1、掌握热分析法测绘二元金属相图的方法和实验操作 2、熟悉热电偶的使用,掌握热电偶测温技术 [教学内容] 由硬质玻璃管、立式电炉、热电偶、冰壶、记录仪和铅、锡等组成测温记录系统和被测 体系,测定两种金属不同组成的相应步冷曲线,最后绘制二组分体系的固液相图

4 本实验采用氧弹式热量计、电子贝克曼温度计、氧气钢瓶、氧气减压阀及长沙仪器厂的 微电脑热量测量系统，并采用自动化数据采样记录处理系统来完成氧弹式卡记的热容标定及 有机物燃烧热的测定，并现场打印实验数据和处理结果，使学生体会计算机技术在化学实验 中应用的优良效果。 [教学重难点] 用氧弹式热量计测量物质燃烧热。 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标] 应掌握用氧弹式热量计的热量测量方法和实验操作，并应了解用微电脑采取 数据的接口方法。 实验 5 二组分双液相图的绘制 [教学目标] 1、 掌握绘制双组分气—液平衡相图的方法和相应的测量技术； 2、掌握用折光仪测溶液的折射率确定二元液体组成的方法。 [教学内容] 采用沸点测定仪、温度计、低压电源、阿贝折光仪及恒温水浴等分别组装成沸点测定系 统和组成测定系统，并采用两种液体（如环已烷—乙醇）先配成系列组成的溶液，先测定标 准溶液的折光率，绘制折光率与组成的工作曲线，然后测定沸点时相应的气相和液相的折光 率，由折光率与组成工作曲线查相应的气、液相组成，绘制双液系的气—液平衡相图。 [教学重难点] 测量双液系气—液平衡时气、液相组成并绘制相图 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标] 应学会绘制双液系气—液平衡相图的方法和相应的实验操作技术。 实验 6 热分析技术的应用——金属相图的测绘 [教学目标] 1、掌握热分析法测绘二元金属相图的方法和实验操作； 2、熟悉热电偶的使用，掌握热电偶测温技术。 [教学内容] 由硬质玻璃管、立式电炉、热电偶、冰壶、记录仪和铅、锡等组成测温记录系统和被测 体系，测定两种金属不同组成的相应步冷曲线，最后绘制二组分体系的固——液相图

[教学重难点]测定二组分金属的固一液相图 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标]学会热分析方法和相应的操作技能 实验7电极制备及其电池电动势的测定 [教学目标] 1、学会Cn、Zn电极的制备技术 2、掌握原电池电动势的测量方法; 3、掌握电位差计、标准电池、检流计等仪器设备的使用方法 [教学内容] 利用电位差计、标准电池、检流计、工作电池、甘汞电极和适当试剂等组成测量系统, 测定CuZn电池的电动势和Cu、Zn电极与甘汞电极组成的电动势 [教学重难点]电极的制备和测量原电池的电动势 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标] 应能正确地使用电位差计、标准电池、检流计、甘汞电极等仪器设备,应能正确测 量出指定原电池(或某电极)的电动势。 实验8一级反应动力学研究 [教学目标] 1、掌握旋光仪的原理结构和使用:掌握一种动力学参数测量方法一旋光法。 2、探讨一级反应动力学研究方法 [教学内容]采用旋光仪,蔗糖溶液,盐酸等测定蔗糖转化反应的速率方程 [教学重难点]测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期 [教学方法]实验操作及研究 [教学学时]4学时 [考核目标

5 [教学重难点] 测定二组分金属的固—液相图 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标] 学会热分析方法和相应的操作技能。 实验 7 电极制备及其电池电动势的测定 [教学目标] 1、学会 Cn、Zn 电极的制备技术； 2、掌握原电池电动势的测量方法； 3、掌握电位差计、标准电池、检流计等仪器设备的使用方法 [教学内容] 利用电位差计、标准电池、检流计、工作电池、甘汞电极和适当试剂等组成测量系统， 测定 Cu—Zn 电池的电动势和 Cu、Zn 电极与甘汞电极组成的电动势。 [教学重难点] 电极的制备和测量原电池的电动势 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标] 应能正确地使用电位差计、标准电池、检流计、甘汞电极等仪器设备，应能正确测 量出指定原电池（或某电极）的电动势。 实验 8 一级反应动力学研究 [教学目标] 1、掌握旋光仪的原理结构和使用；掌握一种动力学参数测量方法—旋光法。 2、探讨一级反应动力学研究方法。 [教学内容] 采用旋光仪，蔗糖溶液，盐酸等测定蔗糖转化反应的速率方程。 [教学重难点] 测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期 [教学方法] 实验操作及研究 [教学学时] 4 学时 [考核目标]