《物理化學實驗(第二版)》包括熱力學、動力學、電化學、表面現(xiàn)象、膠體、結(jié)構(gòu)測試與計算等方面的實驗共計23個,選取的實驗項目經(jīng)典、實用,可滿足國內(nèi)絕大多數(shù)院校的實驗要求。對物理化學實驗常見儀器的原理和使用方法附于具體的實驗項目之后,方便學生查閱和提供直接指導。本書編寫時注意基礎(chǔ)性實驗與設(shè)計性實驗相結(jié)合,有利于發(fā)揮學生的主觀能動性。
本書可作為廣大理工科院校開設(shè)物理化學實驗的教材,也可供相關(guān)研究人員參考使用。
前言
《物理化學實驗》第一版出版已經(jīng)十個年頭了,在教學實踐中發(fā)現(xiàn)了一些需要更新的內(nèi)容。
1.實驗一“燃燒熱的測定”中,由于第一版的部分內(nèi)容描述可能會對學生造成誤解,給實驗帶來不必要的失誤,為此進行了重新整理;
2.實驗三“凝固點降低法測定分子量”也根據(jù)新購買的儀器,對實驗內(nèi)容作了相應(yīng)的修改;
3.實驗九對水的“分解電壓的測量”進行了內(nèi)容替換,由二電極體系變?yōu)槿姌O體系進行測量,使學生可以更好地理解平衡電極電勢和超電勢的概念,并對陽極極化曲線和陰極極化曲線與槽壓、分解電壓的關(guān)系也有直觀的認識;
4.隨著教學改革的推動、學生創(chuàng)新活動的展開,物理化學實驗也新增了一些方法,如實驗十三“過氧化氫的催化分解”,大二學生黃浩煒等在實驗中經(jīng)過探索,表明可以用皂泡管替代水準瓶,讀取氣體的體積,從而簡化了實驗,其成果申請了發(fā)明專利和實用新型專利,并在廣東省大學生挑戰(zhàn)杯競賽中獲獎,本文亦以附的形式將此內(nèi)容補錄于相應(yīng)章節(jié),以期對物理化學實驗的改革盡綿薄之力。
再版工作由潘湛昌、胡光輝組織協(xié)調(diào)。感謝參與第一版工作的所有同事,再版工作是在第一版的基礎(chǔ)上開展的。感謝學校、學院領(lǐng)導對本書的支持。
雖然我們盡了最大努力,但限于水平,疏漏之處在所難免,希望讀者不吝賜教。
潘湛昌胡光輝
2017年4月于廣州大學城
第一版前言
使學生掌握物理化學實驗的基本技術(shù)和技能是物理化學實驗課的基本要求之一,考慮到物理化學實驗教學改革的迫切需要,我們在廣東工業(yè)大學使用多年的“物理化學實驗”講義的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)有的儀器,由廣東工業(yè)大學從事物理化學教學的相關(guān)老師編寫了本物理化學實驗教材。
本教材的實驗內(nèi)容包括:熱力學、動力學、電化學、表面現(xiàn)象、膠體、結(jié)構(gòu)測試與計算;取材盡可能反映近代科學研究和化學化工生產(chǎn)的新成就,對于某些傳統(tǒng)的沿用至今的實驗,考慮到它們在加深基本理論和概念上的作用,仍選入本教材。書中主要以實驗為主,在每個實驗中介紹相關(guān)的實驗技術(shù)和儀器,附錄部分僅包括常用的數(shù)據(jù)。
本書可用作化學、化工、制藥、食品、生物、環(huán)境、材料等專業(yè)學生的物理化學實驗教材,可以根據(jù)專業(yè)和學時數(shù)的不同,選做不同的實驗;以基本技能和素質(zhì)培養(yǎng)為出發(fā)點,從實驗方法的角度出發(fā),培養(yǎng)學生的研究精神,多個實驗要求學生在完成基礎(chǔ)實驗后,根據(jù)本教材的提示,查閱相關(guān)資料,進行設(shè)計性實驗,寫出科研論文并進行交流。
本書編寫具體分工如下:緒論、實驗三、實驗七、實驗十~實驗十二、實驗十四、實驗十六、附錄由潘湛昌編寫;實驗八、實驗十三、實驗十五由傅維勤編寫;實驗一、實驗四、實驗九由李瓊編寫;實驗五、實驗十七由陳世榮編寫;實驗二、實驗六、實驗十八、實驗二十二由胡光輝編寫;實驗二十三由魏志鋼編寫;實驗十九由余堅編寫;實驗二十一由成曉玲編寫;實驗二十由蘇小輝、厲剛編寫;全書由潘湛昌統(tǒng)稿、定稿。
教材編寫過程中得到了學校、學院領(lǐng)導的支持,特別是系領(lǐng)導李紅老師的關(guān)心、鼓勵;感謝化學工業(yè)出版社的熱情支持,使本教材得以順利出版;更不敢忘記老一輩的物化人曾章逸、呂敦文、黃柳書、黃慧民等老師多年努力打下的基礎(chǔ)。
在本書的編寫過程中,參閱了國內(nèi)外有關(guān)院校所編的同類教材,從中吸取了某些內(nèi)容,在此,編者特致謝意。
由于編者水平有限,編寫時間倉促,書中不足之處難以避免,誠懇希望有關(guān)老師和同學批評指正。
潘湛昌
2008年5月于廣州大學城
潘湛昌,廣東工業(yè)大學輕工化工學院,教授,教研室主任,潘湛昌,1962年8月,男,博士,廣東工業(yè)大學輕工化工學院教授。廣東工業(yè)大學校級精品課程《物理化學》負責人;輕工化工學院應(yīng)用物理化學科研團隊負責人;中國有色金屬學會冶金物理化學學術(shù)委員會第四、五、六屆委員會委員。中國化工學會精細化工專業(yè)委員會中國有機電化學和工業(yè)協(xié)作網(wǎng)理事會理事,《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志社編委會特約編委,廣東省、廣州市、從化市科技專家?guī)斐蓡T,企業(yè)科技特派員。
緒論1
實驗一燃燒熱的測定17
實驗二液體飽和蒸氣壓的測定21
實驗三凝固點降低法測定分子量25
實驗四雙液系的氣液平衡相圖28
實驗五二組分金屬相圖32
實驗六分光光度法測平衡常數(shù)36
實驗七電導法測弱電解質(zhì)的電離常數(shù)39
實驗八原電池電動勢的測定42
實驗九線性掃描伏安法測量水的分解電壓47
實驗十恒電位法測定陽極極化曲線50
實驗十一恒電流電解氧化制備二氧化錳54
實驗十二電化學方法測定電極過程動力學參數(shù)56
實驗十三量氣法測定過氧化氫的催化分解59
實驗十四酸催化與酶催化蔗糖水解反應(yīng)的動力學比較63
實驗十五二級反應(yīng)——乙酸乙酯皂化67
實驗十六用最大氣泡法測定液體的表面張力70
實驗十七膠體的制備及電泳速度的測定74
實驗十八溶液吸附法測定比表面積78
實驗十九差熱-熱重分析81
實驗二十差熱分析法測定氨基酸熱分解動力學參數(shù)84
實驗二十一X射線衍射物相定性分析88
實驗二十二CO2和正丁烷液相體系的熱力學性質(zhì)計算92
實驗二十三小分子結(jié)構(gòu)模擬95
附錄物理化學實驗常用數(shù)據(jù)表98
參考文獻106