高等学校化学化工专业系列教材:物理化学实验.pdf

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书籍描述

内容简介
本书包括绪论、基础实验、综合设计实验、创新实验和附录五个部分,共编排了22个实验。本书注重绿色化学的教学理念,将传统实验中有毒有害的试剂及实验方法进行了改进,以降低成本,减少环境污染,提高安全性,增强学生的环保意识。部分实验附有利用Excel和Origin处理物理化学实验数据的内容,并且将一些重要的实验技术和仪器原理及使用方法纳入相关实验的附录中。综合设计实验部分编排了与生产生活实际密切相关的5个实验。此外,还根据我校教师的最新科研成果编排了6个创新性实验。
本书内容新颖,叙述力求简洁,注重学生能力的培养,不仅可以作为高等院校化学、应用化学、化工、材料、生物、医学、药学、食品、环境等相关专业的物理化学实验教材,也可作为相关专业的实验人员和科技人员参考资料。

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《高等学校化学化工专业系列教材:物理化学实验》内容新颖,叙述力求简洁,注重学生能力的培养,不仅可以作为高等院校化学、应用化学、化工、材料、生物、医学、药学、食品、环境等相关专业的物理化学实验教材,也可作为相关专业的实验人员和科技人员参考资料。

目录
第1章绪论1
1.1物理化学实验的目的和要求1
1.2物理化学实验室安全知识2
1.3误差分析和数据处理7
第2章基础实验18
实验一燃烧热的测定18
实验二凝固点降低法测定葡萄糖的摩尔质量25
实验三气相色谱法测定非电解质溶液的热力学函数28
实验四双液系的气—液平衡相图42
实验五原电池电动势的测定和相关热力学函数的计算48
实验六蔗糖水解反应速率常数的测定54
实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定61
实验八最大泡压法测定溶液的表面张力66
实验九黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量74
实验十络合物的磁化率测定78
实验十一溶液法测定极性分子的偶极矩87
第3章综合设计实验96
实验十二电势—pH曲线的测定与应用96
实验十三氢气的制备及质子交换膜燃料电池的组装与测试102
实验十四镍在硫酸溶液中的电化学行为105
实验十五氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定112
实验十六恒温水浴性能的测试115
第4章创新实验117
实验十七碱性磷酸酶催化反应动力学常数的测定117
实验十八稀土金属直接加氢制备纳米稀土金属氢化物120
实验十九低温等离子体直接分解NO121
实验二十常压顺—丁烯二酸催化氢化123
实验 二十一水的二聚体的稳定结构及其氢键强度的预测126
实验二十二分子中原子电荷的理论计算130
附录物理化学实验常用数据表134
附表1一些物理化学常数134
附表2压力单位换算表134
附表3能量单位换算表135
附表4(a)IPTS—68(1968年国际实用温标)定义的一级温度固定点135
附表4(b)IPTS—68(1968年国际实用温标)规定的第二类参考点(部分)135
附表5不同温度下水的饱和蒸气压136
附表6一些物质的饱和蒸气压与温度的关系137
附表7(a)不同温度下水的密度137
附表7(b)不含空气的纯水密度138
附表8一些有机化合物的密度与温度的关系138
附表9某些溶剂的凝固点降低常数139
附表10标准电极电势及其温度系数139
附表11常用参比电极的电极电势及其温度系数140
附表12不同温度下饱和甘汞电极(SCE)的电极电势140
附表13甘汞电极的电极电势与温度的关系140
附表14饱和标准电池在0~40℃内的温度校正值140
附表15KCl溶液的电导率141
附表16一些电解质水溶液的摩尔电导率141
附表17水溶液中离子的极限摩尔电导率142
附表18一些强电解质的活度系数(25℃)142
附表19IUPAC推荐的五种标准缓冲溶液的pH值143
附表20不同温度下水的表面张力σ143
附表21最大气泡压力法的校正因子144
附表22作为吸附物质分子的截面积144
附表23不同温度下水和乙醇的折射率144
附表24一些有机化合物的折射率及温度系数145
附表25一些元素和化合物的磁化率145
附表26一些液体的介电常数146
附表27气相中分子的偶极矩147
附表28相对原子质量147

序言
物理化学实验是化学专业、应用化学专业及药学专业本科生的必修主干课程,是建立在普通物理实验、无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验等实验课程基础上的一门综合性、研究性较强的化学实验课程,本课程将为化学及与化学相关专业的本科生的日后学习深造和工作奠定重要基础。
本书在内容编排上力求使学生在知识、能力、科学素养等方面协调发展。在加强基础训练的前提下,充分吸收了化学研究和实验教学改革的最新成果,将现代物理学、化学的新技术、新现象、新材料和新应用融入实验教学,以对本科生进行科学方法和科学思维的训练,努力提高学生发现问题、分析问题和解决问题能力。本书在吸收国内同类教材经典内容的同时,还具有以下特色。
① 更加注重绿色化学的教学理念,将传统实验中有毒有害的试剂及实验方法进行了改进,以降低成本,减少环境污染,提高安全性,增强学生的环保意识。例如,我们将“凝固点降低法测定摩尔质量”实验改成水和葡萄糖体系,将质子交换膜燃料电池引入实验教学,增加了酶催化的内容。
② 编排了利用Excel和Origin处理实验数据的内容。Excel和Origin是目前应用非常广泛的数据处理软件,通过本课程的学习,可为学生较熟练的应用Excel和Origin技术提供更多的实训条件。
③ 增加了分子模拟实验内容,可使学生掌握ChemOffice、Gaussian03、Gaussian view等量子化学计算软件的使用方法,开阔学生的视野,培养学生的创新能力。
④ 注重学生创新能力的培养,对于每个实验都要求学生理解掌握其设计思想,尤其是相关测试方法的设计。
本书由玉占君、冯春梁主编,由孙越、邢娜、张文伟、王长生、孙琪等参与编写。其中实验一、三、四、六、七、九、十、十一、十五和附录由玉占君副教授执笔;绪论部分和实验二、十三、十四、十六、十七由冯春梁教授执笔;实验五、八、十二由孙越博士执笔;实验十八、十九、二十由孙琪教授执笔;实验二十一、二十二由王长生教授执笔。邢娜博士编写了利用Excel和Origin软件处理物理化学实验数据的部分内容。张文伟高级实验师绘制了大部分插图,姜笑楠博士、刘翠博士、赵东霞教授、宫利东教授以及管云霞、王艳两位硕士研究生参加了校对工作,全书由玉占君和冯春梁统稿。在本书的编写过程中,参考了国内外的相关教材和文献,在此,我们向相关作者谨表谢意。
本书内容新颖,叙述力求简洁,注重学生能力的培养,不仅可以作为高等院校化学、应用化学、化工、材料、生物、医学、药学、食品、环境等相关专业的物理化学实验教材,也可作为相关专业的实验人员和科技人员的参考资料。本书的正式出版得益于化学工业出版社及辽宁省化学实验教学示范中心的支持,在此表示衷心的感谢。
限于编者水平,书中的疏漏在所难免,真诚希望读者不吝赐教,以便再版时得以更正。

编者
2014年4月

文摘
版权页:



在实验中,对任何物理量的测量,其准确度都是有限的。有效数字不仅能反映出一个物理量的大小,而且还能反映出测量的精密度。因为仪器仪表的精密度是有限的,故所测量或运算的结果也不应该超越仪器仪表所允许的精度范围。因此,准确掌握有效数字的概念和运算规则,才能有效反映出测量结果的真实性。
(1)有效数字的表示方法有效数字包括确定的数字和最后1位不确定的数字,也就是说有效数字只能保留1位可疑数字。例如:用最小分度为lcm的标尺测量两点间的距离,其结果为9.140m,也可表示为9140mm,914.0cm或0.009140km,虽然使用的测量单位不同,但都是4为有效数字,只是小数点位数不同。对于9.140m、9140mm、914.0cm这3个数字来讲,前3位数的测量都是准确的,而只有最后1位“0”是估读的,一般读数的最后1位有±2个单位的误差,如9.140m可能是9.138m,也可能是9.142m。
有效数字的表示应注意非零数字前面的零和后面的零。0.009140km前面的3个零不是有效数字,它与所用的单位有关,最后面的“0”就是有效数字。为了明确表达有效数字,通常用科学计数法,即用指数形式记数,如:9140mm可记为9.140×103mm,0.009140km可记为9.140×10—3km。
(2)有效数字的运算规则。
①在运算过程中,若数值的首位数为8或9,则有效数字可多算1位,例如8.325在运算过程中可看作为5位有效数字。
②根据运算规则对有效数字进行取舍时,应用“四舍六人五成双”原则,所谓的“四舍六人五成双”就是当数字等于小于4时,应该舍去,大于5时,应该进位,等于5时,要根据与保留的有效数字的最后1位数是奇数还是偶数确定,若为奇数就进上去,使其变为偶数,若为偶数就舍去。例如,将2.3654,2.3656,2.3655,2.3645,2.36451皆保留4位有效数字,其结果依次为2.365,2.366,2.366,2.364,2.365。
③加减法运算有效数字进行加减法运算时,各数字小数点后所取的位数与其中位数最少者的相同。
④乘除法运算进行相乘除运算时,其有效数字位数与各因子中有效数字位数最少者的相同。

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