《簡(jiǎn)明物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》根據(jù)普通院校理工科物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱并結(jié)合化工、材料、制藥、生物等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)需要編寫(xiě)而成。全書(shū)共分4章。第1章介紹了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求、誤差和數(shù)據(jù)處理。第2章為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,共編入了14個(gè)實(shí)驗(yàn),涉及常見(jiàn)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)等內(nèi)容,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上盡量選取以培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能技巧,進(jìn)一步加深基本理論和基本概念為目的的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。第3章是相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及常用儀器儀表的簡(jiǎn)要介紹。第4章為附錄部分,附有各類(lèi)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的參考數(shù)據(jù)。
《簡(jiǎn)明物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》編寫(xiě)精練,注重基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能,注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題的能力,可作為高等院;、材料、制藥、生物等相關(guān)專(zhuān)業(yè)本、專(zhuān)科學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)、化工、生物、材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課《物理化學(xué)》的配套教學(xué)內(nèi)容。當(dāng)前,化學(xué)類(lèi)課程體系發(fā)生了較大的調(diào)整,表現(xiàn)為理論課時(shí)減少、實(shí)驗(yàn)課與理論課分離,突出實(shí)驗(yàn)課在人才培養(yǎng)中的重要性。同時(shí),工科專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課時(shí)也非常有限,如何在有限的時(shí)間及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中使學(xué)生掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)涵,提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰;為學(xué)生在高年級(jí)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ),是值得探索的新課題。
另一方面,近年來(lái),物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備更新?lián)Q代加速,實(shí)驗(yàn)室資源發(fā)生了明顯改變,任何一本實(shí)驗(yàn)教材都不可能涵蓋所有的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
基于以上的考慮,我們著手編寫(xiě)《簡(jiǎn)明物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》一書(shū)。本書(shū)具有以下的特點(diǎn):第一,對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)理論給予較多的篇幅。編者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生不能理解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征,對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理不夠科學(xué)、缺乏良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣等問(wèn)題。這正是編者在“緒論”部分所強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容。第二,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選取“廣而簡(jiǎn)”。本書(shū)對(duì)常見(jiàn)物理化學(xué)的領(lǐng)域,如熱、力、電、光、磁,均選擇了一定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但這些項(xiàng)目一般為常見(jiàn)的2-3個(gè)。對(duì)于其他的一些物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,我們以“附錄”的形式將其標(biāo)題列出,感興趣的讀者可通過(guò)其他途徑查閱。第三,在每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的敘述盡量與理論課程聯(lián)系起來(lái),避免學(xué)生產(chǎn)生脫節(jié)的感覺(jué)。第四,部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目加入了“延伸閱讀”,將實(shí)驗(yàn)與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。我們希望這種安排是有益的嘗試。
本書(shū)是在我校出版的《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義》(第三版)的基礎(chǔ)上改編而成的,是物理化學(xué)教研室和實(shí)驗(yàn)中心諸位同仁長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果。何錫陽(yáng)、任旺、王濤、鄒立科、鐘俊波、陳曉霞、馬迪、譙康全、曾俊等老師對(duì)本書(shū)的編寫(xiě)提出了許多寶貴意見(jiàn),并收集整理了部分資料。本書(shū)的編寫(xiě)得到了化學(xué)與制藥工程學(xué)院李建章院長(zhǎng)的大力支持,并得到了四川理工學(xué)院教改和教材建設(shè)基金的支持。同時(shí)本書(shū)的編寫(xiě)自始至終得到了重慶大學(xué)出版社的幫助。在此,我們一并對(duì)以上個(gè)人和單位致以衷心的感謝!
由于本書(shū)變革力度較大,加之編者水平有限,雖經(jīng)過(guò)多次反復(fù)修改,仍難免有不妥和錯(cuò)誤之處,懇請(qǐng)讀者予以批評(píng)指正。
第1章 緒論
1.1 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求
1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量和有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理
1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)
第2章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)一 有機(jī)物燃燒焓的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)二 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)三 凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量
實(shí)驗(yàn)四 完全互溶雙液系氣液平衡相圖的繪制
實(shí)驗(yàn)五 二組分金屬相圖的繪制
實(shí)驗(yàn)六 電導(dǎo)法測(cè)定乙酸電離平衡常數(shù)
實(shí)驗(yàn)七 電池電動(dòng)勢(shì)及溫度系數(shù)的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)八 陽(yáng)極極化曲線的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)九 表面活性劑臨界膠束濃度cMc的測(cè)定(電導(dǎo)法)
實(shí)驗(yàn)十 最大泡壓法測(cè)定溶液表面張力
實(shí)驗(yàn)十一 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)十二 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)十三 磁化率的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)十四 B-z振蕩反應(yīng)
第3章 基本測(cè)量原理與技術(shù)
3.1 溫度的測(cè)量與控制
3.2 氣體壓力的測(cè)量
3.3 電學(xué)測(cè)量技術(shù)及儀器
3.4 光學(xué)測(cè)量技術(shù)與儀器
第4章 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用數(shù)據(jù)表
附表1 本書(shū)未編人的一些常見(jiàn)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)
附表2 國(guó)際單位制的基本單位
附表3 國(guó)際單位制中具有專(zhuān)用名稱(chēng)的導(dǎo)出單位
附表4 能量單位換算
附表5 力單位換算
附表6 壓力單位換算
附表7 不同溫度下水和乙醇的折射率
附表8 Kcl溶液的電導(dǎo)率
附表9 不同溫度下水的飽和蒸汽壓
附表10 與空氣相混合的某些氣體的爆炸極限(20℃,1個(gè)大氣壓下)表
附表11 我國(guó)氣體鋼瓶的常用標(biāo)記
附表12 無(wú)機(jī)酸在水溶液中的解離常數(shù)(25℃)
(3)數(shù)字要排列整齊,小數(shù)點(diǎn)要對(duì)齊,公共的乘方因子應(yīng)寫(xiě)在開(kāi)頭一欄與物理量符號(hào)相乘的形式,并為異號(hào)。
(4)表格中表達(dá)的數(shù)據(jù)順序?yàn)椋河勺蟮接遥勺宰兞康揭蜃兞,可以將原始?shù)據(jù)和處理結(jié)果列在同一表中,但應(yīng)以一組數(shù)據(jù)為例,在表格下面列出算式,寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。
二、作圖法
作圖法更能直觀表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及發(fā)展趨向。通過(guò)圖形能清楚地顯示出所研究的變量的變化規(guī)律,如極大值、極小值、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、周期性、數(shù)量的變化速率等重要性質(zhì)。要注意圖的規(guī)范:有圖名、用坐標(biāo)紙作圖,坐標(biāo)取點(diǎn)適當(dāng)、數(shù)據(jù)點(diǎn)分布合理。用作圖法表達(dá)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)所作的圖形,我們還可以作切線、求面積,對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理。
首先選擇坐標(biāo)紙。坐標(biāo)紙分為直角坐標(biāo)紙、半對(duì)數(shù)或?qū)?shù)坐標(biāo)紙、三角坐標(biāo)紙和極坐標(biāo)紙等幾種,其中直角坐標(biāo)紙最常用。
選好坐標(biāo)紙后,就要正確選擇坐標(biāo)標(biāo)度,要求:①能表示全部有效數(shù)字;②坐標(biāo)軸上每小格的數(shù)值應(yīng)可方便讀出,且每小格所代表的變量應(yīng)為1,2,5的整數(shù)倍,不應(yīng)為3,7,9的整數(shù)倍。如無(wú)特殊需要,可不必將坐標(biāo)原點(diǎn)作為變量零點(diǎn),而從略低于最小測(cè)量值的整數(shù)開(kāi)始,可使作圖更緊湊,讀數(shù)更精確;若曲線是直線或近于直線,坐標(biāo)標(biāo)度的選擇應(yīng)使直線與x軸成45°夾角。