第一篇:物理化学实验课基本要求
物理化学实验课基本要求
一、物理化学实验内容
物理化学实验课总学时为48学时,安排12个实验,每学期6个。教材选用,《基础化学实验》(第二版)孟长功 辛剑 主编 高等教育出版社。
大二下学期完成:实验24 燃烧热的测定;实验26 液体饱和蒸气压的测定;实验28 凝固点降低法测定非挥发性溶质的摩尔质量;实验29 完全互溶双液系沸点-组成图的测定;实验30 二组分金属相图的测定;实验31 H2O2催化分解速率常数的测定。
大三上学期完成:实验27 化学反应的平衡常数及热力学函数[ 变 ]的测定(氨基甲酸铵的热分解);实验32 乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定;实验33 溶液表面张力及吸附分子横截面积的测定;实验35 胶体的制备及性质研究;实验38 原电池电动势的测定及应用;实验78 镍的阳极极化曲线的影响因素研究。
二、实验预习,实验操作和实验报告(1)实验预习
进实验室之前必须仔细阅读实验内容及相关资料,明确本次实验中采用的实验方法及仪器、实验条件和测定的物理量等,在此基础上写出预习报告,预习报告内容包括:实验名称、操作步骤、注意事项、需测定的数据及相应的记录表格等。进入实验室后,再对照仪器进一步预习,并接受教师的提问、讲解,在教师指导下做好实验准备工作。预习报告要求用A4打印纸写,实验结束时交给实验指导教师。(2)实验操作
实验操作需径指导教师同意方可进行。仪器的使用要严格按照操作规程进行,不可盲动;对于实验操作步骤,通过预习应心中有数,严禁“边看书边动手”式的操作方式。实验过程中要仔细观察实验现象,发现异常现象应仔细查明原因,或请指导教师帮助分析处理。实验结果必须经教师检查,数据不合格的应重做,直至获得满意结果。要养成良好的记录习惯,即根据仪器的精度,把原始数据详细、准确、实事求是地记录在预习报告上。数据记录尽量采用表格形式,做到整洁、清楚、不随意涂改。实验完毕后,应清洗、核对仪器,打扫实验室,径指导教师同意后,方可离开实验室。(3)实验报告
学生要在课堂内完成实验报告,实验结束时送交指导老师批阅。实验报告要求用A4打印纸,首页篇头要求统一格式。实验报告的内容包括:实验目的、简明原理、仪器和药品、简单操作步骤及实验装置图、原始数据、数据处理、思考题和结果讨论。数据处理应有处理步骤;结果讨论应包括实验现象的分析解释,查阅文献的情况,对实验结果误差的定性分析或定量计算,实验的心得体会及对实验的改进意见等。
三、实验室安全及课堂纪律(1)用电安全
不可用潮湿的手接触电器。
实验时,应先链接好电路再接通电源。
仪表使用前要检查线路链接是否正确,径指导教师检查同意后方可接通电源。
在实验过程中如发现异常,如不正常声响、局部温度升高或闻到焦味,应立即切断电源,并报告教师进行检查。
做实验29时要求戴防护镜,从沸点仪里取样之前一定要先断电。(2)药品安全
配置有腐蚀性的药品(如过氧化氢)时要戴胶手套和戴防护镜。用过的需要回收的药品必须装入指定的回收液瓶里。(3)课堂纪律
实验课上课时间,上午8:00开始,下午1:30开始。要求学生在上课前必须到实验室在自己的座位等候,迟到10分钟之内扣除本次实验成绩满分的30%,超过10分钟不允许做实验。
课程表是以班级为单位安排的,具体到某个实验是以组为单位,所以每个班级要分成A、B、C、D四个组,1-8号为A 组,9-16号为B 组,17-24号为C 组,其他同学为D 组。各组完成不同实验,每人一套实验装置,独立完成实验。D组超过8人时由老师安排可2人一套。不准将饮料和食物带进实验室,实验过程中不准开手机。做实验时必须穿实验服(白大衣)。
实验课要求带预习报告、实验报告纸、实验记录卡、实验教材、计算器、直尺和画曲线用具。
补做实验分三种情况:一是有指定的教师(成长导师或班主任)批准的请假条,可以在学期末约定时间补做,成绩不折扣。二是因迟到超过10分钟而没做实验的,可以在学期末约定时间补做,成绩折扣50%。三是无故没做实验的,可以在学期末约定时间补做,成绩为0分。另外,补做实验必须在本学期内完成,不得跨学期更不能跨学年。12个实验缺一不可,未能按规定在学期内完成的将没有成绩。
四、实验成绩评定
实验成绩是两个学期12个实验成绩的加权平均值,实验成绩是在大三上学期末提交石化学院和教学事务部。每个实验成绩评定办法是:实验预习占15%,实验操作占50%,实验报告占30%,安全与卫生占5%。
2015年1月10日
第二篇:物理化学实验结课总结
物理化学实验总结报告
物理化学实验结课了,在本学期中,我们总共做了8个实验,应当说收获颇丰。
首先由于实验室条件所限,所以我们采用了两人一组的形式,这固然不能使每一位同学都获得动手的机会,但另一方面也使我们学会了如何在一项系统的试验中开展合作,这很有意义。
其次物理化学实验配合物理化学课程,是我们加深了对于物理化学知识的理解。同时,物理化学实验也是对理论知识的纵深补充,它是我们知道一些物理化学的基本的名词如何如在试验中体现。
还有物理化学实验也锻炼了我们的动手能力,由于这些实验也需要一些较为精密的仪器,因此我们也增加了对于这些仪器的了解,相信为以后的学习打下了基础。
最后,由于这些实验要求采用微机处理相应数据,这也锻炼了我们相关的计算机能力。
有收获,当然也有一些不足,造成了实验的偏差,归纳起来有客观因素,也有主观原因,主要有以下几条:
1,由于条件限制,一些仪器不是很精确,如在溶液表面吸附的测量这一试验中,实验装置的封闭性能不是很好,造成在实验的时候不易达到平衡状态,影响了实验结果的测定。此外,对于一些实验仪器的基本原理还有一些不了解,如:数字式折光仪等,这在一定程度上影响实验结果
2,在实验原理部分,我们对于一些实验原理还是比较模糊,如偏摩尔体积测定,这需要我们除了在实验之外,还需要好好学习理论知识,以加深理解。
3,在物理化学试验中,对于温度的要求很严格,如蔗糖转化反应动力学,电动势法测定化学反应的热力学量等,而实验室提供的恒温槽加热缓慢,因此实验需要耗费大量时间,由于有的实验并没有按照这一要求,因此造成温度偏差,也影响实验结果。因此做实验,耐心是必要的。
4,在实验结果的处理上,部分实验数据处理的并不是很好,如直线拟合等不适很准确,这一方面是由于实验数据本身的误差,另一方面也是由于对于计算机操作不熟练,这方面还需加强。
总之,在本门课程中,我们的能力更进一步,有许多进步,包括理论知识,还是动手能力,观察能力,处理问题能力等,这些都有赖于同学的帮助,老师的指导,非常感谢!
第三篇:物理化学实验
物理化学实验大三上学期
实验一恒温槽 1.实验原理:
恒温槽之所以能维持恒温,主要是依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。当恒温槽因对外散热而使水温降低时,恒温控制器就使恒温槽内的加热器工作,待加热到所需温度时,它又使加热器停止加热,保持恒定水温。2.实验仪器:
玻璃恒温水浴
精密数字温度温差仪 3.数据处理:
恒温槽灵敏度te=±(t1-t2)/2(t1为最高温度,t2为最低温度),灵敏度曲线(温度-时间)4.课后题:
⑴恒温槽主要由哪几个部分组成,各部分作用是什么?
答:①浴槽:盛装介质②加热器:加热槽內物质③搅拌器:迅速传递热量,使槽内各部分温度均匀④温度计:观察槽内物质温度⑤感温元件:感应温度,指示加热器工作⑥温度控制器:温度降低时,指示加热器工作,温度升高时,只是加热器停止工作。
⑵对于提高恒温槽的灵敏度,可以哪些方面改进?
答:①恒温槽的热容要大些,传热质的热容越大越好。②尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速度,为此要使感温元件的热容尽量小,感温元件与电热器间距离要近一些,搅拌器效率要高。③做调节温度的加热器功率要小。⑶如果所需恒定的温度低于室温如何装备恒温槽?
答:通过辅助装臵引入低温,如使用冰水混合物冰水浴,或者溶解吸热的盐类盐水浴冷却(硝铵,镁盐等)实验二燃烧焓 1实验原理:
将一定量的待测物质在氧弹中完全燃烧,燃烧时放出的热量使热量计本身及氧弹周围介质的温度升高,通过测定燃烧前后热量计温度的变化值,就可以算出该样品的燃烧热,其关系式为mQv=C△T-Q点火丝m点火丝。2仪器与药品:
氧弹热量计 压片机 精密数字温度温差仪 萘 苯甲酸 3数据处理:
雷诺温度校正曲线
将燃烧前后历次观测到的水温记录下来,并作图,连成abcd线。图中b点相当于开始燃烧之点,c点为观测到的最高温度点,由于热量计与外界的热量交换,曲线ab及cd常常发生倾斜。取b点所对应的温度T1,c点所对应的温度T2,其平均温度(T1+T2)/2为T,经过T点作横坐标的平行线TO',与折线abcd相交于O'点,然后过O'点作垂直线AB,此线与ab线和cd线的延长线交于E,F两点,则E点和F点所表示的温度差即为欲求温度的升高值ΔT。EE来的热量所造成热量计温度的升高,这部分必须扣除;而FF境辐射出热量而造成热量计温度的降低,因此这部分必须加入。经过这样校正后的温差表示由于样品燃烧使热量计温度升高的数值。必须注意,应用这种作图法进行校正时,量热计的温度和外界环境温度不宜相差太大(最好不超过2~3℃),否则会引起误差。△cHm=Qp=Qv+RT∑∨B(g)Qv=(C△T-Q点火丝m点火丝)/m 误差R=|△cHm理论-△cHm实际|/△cHm理论 4.课后题:
⑴说明定容燃烧热和定压燃烧热的差别和相互关系 答:定容燃烧热是在密闭刚性容器里发生的燃烧热,定压燃烧热则是在具有可移动壁里发生的燃烧热,壁内外压相等,所以燃烧前后其压强不变。一般来说,燃烧时,会放热,产气,如果是在定容里,那压强就会升高,这会储存一部分能量,所以释放出来的热就比较少。而定压则不会储存这部分能量,所以会把这部分能量以做体积功的形式释放出来,因此,量会比较大些。⑵简述装臵氧弹和拆开氧弹的操作过程
答:装氧弹:拧开氧弹盖,将其内壁擦干净,特别是电极下端的不锈钢接柱更应擦干净。接着小心的将压好的片状试样的点火丝两端分别紧绕在电极的下端,然后旋紧氧弹盖。
拆开氧弹:首先要把氧弹的出气口打开,放出余气,然后才慢慢旋开盖子。⑶为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法进行校正? 答:量热计热量的散失无法避免,这可以是由于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高,也可以是由于量热计向环境辐射了热量而使量热计的温度降低。因此燃烧前后温度的改变值不能直接准确测量,而必须经过作图法进行校正。因为环境向量热计辐射进热量而使量热计温度升高,这部分温度必须扣除;而量热计向环境辐射了热量而使量热计的温度降低,这部分温度必须加入。经过校正后的温度差才表示由于样品燃烧使量热计温度升高的数值。⑷ 使用氧气刚瓶和减压阀时有哪些注意事项。
答:氧气瓶是高压气体容器,使用时一定要注意安全。首先要弄清楚怎么使用:连接好氧弹后,旋紧减压阀,使压力表上读数为15atm,充气3分钟,然后旋松减压阀,取下氧弹,关闭氧气刚瓶上端的阀门,操作完毕。5.注释:
实验成功的条件是什么?
答:样品是否完全燃烧,燃烧放出的热量尽可能全部传递给量热计和水,几乎不与环境发生热交换。实验三中和焓 1实验原理:
1mol一元强酸溶液和1mol一元强碱混合时,所产生的中和热不随酸或碱的种类而改变,因为各组全部电离H+OH=H2O △H中和=-57.36KJ〃mol-1 若强碱中和弱酸时,首先是弱酸进行解离,然后进行中和反应:CH3COOH=H+CH3COO.△H解离 H+OH=H2O.△H中和
总:CH3COOH+OH=H2O+CH3COO △H △H是弱酸与强碱中和反应总的热效应,它包括中和热和解离热两部分,由盖斯定律可求得△H解离=△H-△H中和 2仪器与药品:
SWC-ZH中和热(焓)测定装臵 3数据处理: 热量计常数K:K=UIt/△T1=PT/△T1 △rH中和=-1000K△T2/CV.△rHm=-1000K△T3/CV △rH解离=△rHm-△rH中和
误差R=|△rH解离理论-△rH解离实际|/△rH解离理论 4课后题:
⑴本实验是用电热法标定热量计的热容C,能否改用其他方法?请设计出一个实验方案来。
答:实验前十分钟,用较小的功率搅拌蒸馏水后,再用远大于之前的功率搅拌蒸馏水,待温度升高0.8○C左右,再转为较小功率,作图得出△T,根据K=PT/△T求出K值。
⑵试分析影响本实验结果的因素有哪些?
答:系统保温效果要好,保温装臵要干燥,电流电压值高低,即引入系统热量不要太高太低,同时升温速度不易太快,酸碱充分快速混合
⑶中和焓除了与温度、压力有关外,还与浓度有关,如何测量无限稀释时的中和焓?
答:在一定的温度下,测得不同浓度的中和热,再做温度与中和热的曲线,通过取极限的方式,测得无线稀释时的中和热。实验四溶解焓 1实验原理:
盐类的溶解通常包含晶格的破坏和离子的溶剂化两个同时进行的过程。前者为吸热过程,后者为放热过程。溶解热则是两过程热效应的总和,因此,盐溶解过程是吸热还是放热,是由两过程热效应的相对大小所决定的。溶解热的测定是在绝热式热量计中进行的,根据热量计中温度的变化,即可算出热效应。最简单的热量计就是保温瓶(杜瓦瓶)。2.仪器与药品:
精密数字温度温差仪 溶解热实验装臵 数字稳压电源 3.数据处理:
热量计常数K:K=UIt/△T=PT/△T KCL的摩尔溶解焓:
△Hm,kcl=(mkcl Ckcl |△T|+K |△T|)Mkcl/mkcl 4.课后题:
⑴为什么要用雷诺曲线对△T进行校正,如何校正?
答:因为热量的散失与增加是无法完全避免的,所以温度的变化值是不准确的,所以需要用雷诺曲线对△T进行校正。
将燃烧前后历次观测到的水温记录下来,并作图,连成abcd线。图中b点相当于开始燃烧之点,c点为观测到的最高温度点,取b点所对应的温度T1,c点所对应的温度T2,其平均温度(T1+T2)/2为T,经过T点作横坐标的平行线TO',与折线abcd相交于O'点,然后过O'点作垂直线AB,此线与ab线和cd线的延长线交于E,F两点,则E点和F点所表示的温度差即为欲求温度的升高值ΔT。⑵热量计热容C还可以用什么方法测定?
答:用标准物质法测定。用已知溶解热的盐如(KNO3)使其溶于定量水中,测得溶解前后温度的变化△T,△Hm已知,即可得出C值。3.实验过程中加样速度应该如何控制,为什么?
答:将称量纸卷成漏斗状,匀速而缓慢地倒入药品,使KCL能均匀的溶解,不致由于药品加入太快而使局部温度改变太快。
4.实验时的热量计的摇动速度应如何控制,为什么?
答:用手顺时针匀速的摇动热量计,使热量计中的温度均匀传递,使金属探头检测到准确的温度。
5.实验中要尽可能研细药品,目的是什么? 答:使药品容易溶解。
实验五甲基红的酸解离平衡常数的测定 1实验原理:
HMR(酸形式)=H+MR(碱形式)其离解平衡常数:K=[H][MR]/[HMR] PK=PH-㏒[MR]/[HMR]分光光度计法 2.仪器与药品:
分光光度计 PH计 标准甲基红溶液 3.数据处理:
AA=KA,HMR[HMR]L+KA,MR[MR]L AB=KB,HMR[HMR]L+KB,MR[MR]L PK=PH-㏒[MR]/[HMR] 误差
4.课后题: ⑴本实验中,温度对测定结果有何影响?采取哪些措施可以减少因此引起的实验误差? 答:温度对PH酸度计测定溶液PH的影响较大,将装有溶液的烧杯臵于恒温水浴中。
⑵甲基红酸式吸收曲线的交点,称为“等色点”,讨论在等色点处吸收光和甲基红浓度的关系。答:两吸收曲线交点时等浓度存在,左侧碱存在形式较多,右侧酸存在形式较多,吸光度和甲基红浓度符合朗伯定律。
⑶为什么要用相对浓度?为什么可以用相对浓度?
答:由于HMR和MR两者在可见光谱范围内具有强的吸收峰,溶液离子浓度的变化对它的酸离解平衡常数没有显著的影响,而在简单的缓冲体系中就很容易使颜色在PH=4-6范围内改变,因此比值[MR]/[HMR]可用分光度法测定而求得。⑷在吸光度测定中,应该怎样选用比色皿? 答:选择不同长度的比色皿应视分析样品的吸光度而定,当比色液的颜色较淡时,应选用光程长度较大的比色皿,当比色液的颜色较深时,应选用光程长度较小的比色皿,本实验采用1cm较小的比色皿。实验六凝固点降低 1实验原理:
当指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取决于所含溶质的数目,即溶剂的凝固点降△低值与溶液的浓度成正比,则△T=To-T=Kf〃m(To溶剂凝固点,T溶液凝固点)则MB=Kf〃mB/△TfmA 2仪器与药品:
SWC-LG凝固点实验装臵 SWC-ⅡD精密数字温度温差仪 环己烷 萘 3.数据处理:
△Tf=Tf*-Tf=Kf〃bB bB=mB/MB/mA MB=Kf〃mB/△TfmA 4.课后题:
⑴凝固点降低法测定溶质分子摩尔质量的公式在什么条件下才能适用? 答:稀溶液中且溶质在溶液中不发生解离和缔合等的情况下才能适用。⑵什么原因可能造成过冷太甚?若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还是偏高?由此所得的摩尔质量偏低还是偏高?
答:溶剂温度过低会造成过冷太甚。使凝固点偏低,从而使摩尔质量偏低。⑶在冷却过程中,冷冻管内固、液相之间和冷剂之间有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
答:热交换有:冷冻管中液相放出热量而转化为固相,冷剂从冷冻管周围吸收热量。当析出固相后,温度不回升到平衡温度,不能保持一恒定值,因部分溶剂凝固后,剩余的浓度逐渐增大,平衡温度要逐渐下降,如果溶液的过冷程度不大,可以将温度回升到最高值作为凝固点,若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变化过大,使得凝固点偏低。
⑷加入溶剂中的溶质的量应如何确定?加入量过多或过少将会有何影响? 答:加入溶剂中溶质的量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定,因为凝固点降低是稀溶液的依数性,所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小,容易测定,又要保证是稀溶液这个前提。如果加入量过多,一方面会导致凝固点下降过多,不利于凝固点的测定,另一方面有可能超出了稀溶液的范围而不具有依数性,过少则会使凝固点下降不明显,也不易测定并且实验误差增大。⑸当溶质在溶液中有解离、缔合和生成配合物的情况时,对摩尔质量测定值的影响如何?
答:解离使浓度增大,温差变大,相对分子质量测定值偏小。缔合生成缔合物使浓度降低,温差变小,相对分子质量测定值偏大。⑹影响凝固点精确测量的因素有哪些?
答:冰水浴温度控制在3○C左右,溶液过冷,搅拌速度的控制。实验七液体饱和蒸汽压的测定 1实验原理 在一定温度下,与液体处于平衡状态的蒸汽的压力称为该温度下液体的饱和蒸汽压。液体的饱和蒸汽压温度的关系可用克劳修斯-克拉佩龙方程表示
d㏑P/dT=△vapHm/RT2(△vapHm为液体摩尔汽化热)。若在较小的温度变化内,视△vapHm为常数,㏑P=-△vapHm/RT+C或㏑P=-A/T+C,C为常数,A=△vapHm/R,以㏑P对1/T作图可得一条直线,由该直线斜率可得液体的摩尔气化焓△vapHm=AR,同时从图上可求出液体的正常沸点。2仪器与药品:
SHB-ⅢA循环式多用真空泵 DP-AF(真空)精密数字压力计 饱和蒸汽压实验装臵-缓冲储气罐 SYP-Ⅲ玻璃恒温水浴 等压计 冷凝管 乙醇 3数据处理 △vapHm=AR-△vapHm/RT+C 4课后题:
⑴在实验过程中为什么要防止空气倒灌?如果在等压计Ⅰ球与Ⅱ球之间有气体,对测定沸点有何影响?其结果如何?怎样判断空气已被赶净? 答:如果发生空气倒灌现象,则测得系统气压不是乙醇蒸汽压。气压计与管之间有空气进入影响测定沸点准确度,结果偏大。当水浴温度达到设定温度时,打开真空泵使沸腾缓和,小心调节左上角和右下角旋钮,使其成为真空,让其再次沸腾2-3min,此时认为空气被赶净。
⑵能否在加热情况下检验装臵是否漏气?漏气对结果有何影响?
答:不能。因为加热条件下,Ⅰ球内压强不断变化,压力计示数也会变化,无法检查装臵是否漏气。漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定,气-液两相无法达到平衡,从而造成所测结果不准确。⑶本实验主要误差来源是什么?
答:装臵的气密性是否良好,乙醇本身是否含有杂质等。实验八双液系气液相图 1实验原理:
本实验采用回流及分析的方法来绘制相图,取不同组成的溶液在沸点仪中回流,测定其沸点及气、液相组成。获得气、液相组成可通过测定其折射率,然后由组成-折射率关系曲线确定。2.仪器与药品:
FDY 双液系沸点测定仪 阿贝折射仪 环己烷 乙醇 3.数据处理:
工作曲线:折射率-X环己烷 相图:沸点-X环已烷 找出最低恒沸点 4课后题:
⑴操作步骤中,在加入不同数量的各组分时,如果发生了微小的偏差,对相图的绘制有无影响?为什么?
答:无影响。加入各 组分时,如发生了微小的偏差,对相图 的绘制无影响,因为最终液体的组成是 通过对折光率的测定,在工作曲线上得 出,所以无影响。⑵折射率的测定为什么要在恒定温度下进行?
答:因为折射率与温度有关,所以在测量时要在两棱镜的周围夹套内通入恒温 水,保持恒温。
(3)影响实验精度的因素之一是回流的 好坏。如何使回流进行好?它的标志是 什么? 答:要使回流进行好,必须使气液多次 充分接触,所以玻璃陶管不可缺,这样 沸腾时才能不断撞击水银球,使气液两 相平衡。它的标志是温度指示数恒定。(4)对应某一组成测定沸点及气相冷凝 液和液相折射率,如因某中原因缺少其 中某一个数据,应如何处理?它对相图 的绘制是否有影响?
答:沸点的数据不能少,其它可以少。对于缺少的数据,可由它们的趋势找出其它点。
(5)正确使用阿贝折射仪要注意些什么? ①仪器应臵于干燥、空气流通的室内,以免光学零件受潮后生霉。②当测试腐蚀性液体时应及时性做好 清洗工作(包括光学零件、金属件以及油 漆表面),防止侵蚀损坏。③仪器使用完毕 后必须做好清洁工作。④被测试样中不应有硬性杂质,当测 试固体试样时,应防止把折射棱镜表面拉 毛或产生压痕。经常保持仪器清洁,严禁油手或汗 手触及光学零件,若光学零件表面有灰尘 可用高级鹿皮或长纤维的脱脂棉轻擦后用 皮吹吹去。如光学零件表面沾上了油垢后 应及时用酒精乙醚混合液擦干净。⑤仪器应避免强烈振动或撞击,以防 止零件损伤及影响精度。
(6)由所得相图,讨论某一组成的溶液在 简单蒸馏中的分离情况?
答:若组成在0~x之间,蒸馏会得到A 和C;若组成在x~1之间,蒸馏将会得 到C和B。若组成为x,则蒸馏只会得到 恒沸混合物C。实验九金属相图 1实验原理:
对于二组分固-液合金系统,常用热分析法绘制系统的相图。所谓热分析法,就是对所研究的二组分系统,配成一系不同组成的样品,加热使之完全熔化,然后在一定的环境下均匀降温,记录温度随时间的变化曲线(称为步冷曲线)。系统若发生相变,必然产生相变热,使降温速度减慢,则在步冷曲线上会出现拐点或平台,由此可以确定相变温度。步冷曲线原理:
A和B二组分合金系统的步冷曲线,以横坐标表示时间,以纵坐标表示温度。高温熔液从a点开始降温,在不产生新相时,温度随时间均匀变化,且降温速度较快(ab段)。当系统降温至b点所对应的温度时,开始有固体A析出,此时系统处于固-液两相平衡,根据相率可知,系统的自由度f*=C-Ф+1=2-2+1=1,表示温度可变,但由于在析出固体A的过程中,系统放热,因而使降温速度减慢(bc段),故步冷曲线出现拐点。当系统继续降温至C点所示温度时,熔液中又有固体B析出,即此时固体A和固体B同时析出,系统处于三相平衡,根据相率可知,系统的自由度f*=C-Ф+1=2-3+1=0,表示温度不变,故步冷曲线出现了平台(cd段)。当熔液全部凝固后,温度又继续下降(de段)。2仪器与药品
KWL-08可控升降温电炉 SWKY数字控温仪
样品管:纯Sn,含Sn80%,含Sn61.9%,含Sn40%,纯Pb 3数据处理
做出步冷曲线找到3、5拐点,1、3、4、5、6平台;做出金属相图 4课后题:
(1)试从相率阐明各步冷曲线的形状,并标出相图中各区域的相态。答:锡的含量为100%,61.9%,0%时,相图中有一个平台,锡的含量为40 %80%时,相图中有一个拐点一个平台。各区域的相态见图。(2)为什么制备焊锡(锡和铅的混合物)时,组成选择在含锡为61.9%左右? 答:但焊锡中含锡为61.9%左右时,焊锡的熔点为183°C,这还是焊锡的最低熔点,而液态变为固态的温度也是183°C,这个温度点我们称为共晶点。共晶焊锡的特点是在一定温度作用下,由固态到液态,再由液态到固态变化,期间没有固液共存的半熔融状态。
(3)各样品的步冷曲线的平台长短为什么不同?
答:组成不同,融化热不同。融化热越多,放热越多,随时间增长温度降低的越迟缓。故融化热越大,样品的步冷曲线水平段越长。(4)为什么要缓慢冷却样品作步冷曲线?
答:使温度变化均匀,接近平衡态。因为被测体系必须时时处于或接近于相平衡状态才能得到较好的结果。5注释: 测量要点:
(1)系统在降温的过程中,降温要尽量慢,以保证系统的相变接近于平衡状态。(2)被测样品的组成必须与原始配制样品的组成一致,如果测量过程中样品各处的组成不均匀后者发生氧化变质,则相图失真。
(3)实测温度必须是真正反映系统的温度。因此,温度计的外套管的热容要小,它与被测系统的导热性必须足够好。
第四篇:物理化学课程教学基本要求
一、课程教学基本要求
1.课程重点:
(1)判断化学变化的方向和限度问题。主要让学生掌握热力学的三个基本定律。
(2)掌握热力学基本定律在多组分体系、相平衡、化学平衡及电化学平衡等方面的应用。(3)掌握热力学基本定律在界面化学中的应用。2.课程难点:
热力学第二定律,相平衡,电化学平衡。3.能力培养要求:
通过本课程学习,使学生对物理化学的基本概念、原理、研究方法有较深入的认识和掌握,对物理化学学科中的科研发展前沿领域有所了解,培养物理化学方法论,独立分析问题、解决问题。
二、课程教学内容与学时课堂教学(72学时)1. 绪论(1学时)
了解物理化学学科的对象、内容,研究方法,了解相关科研前沿,了解本学科与专业及生产的关系,掌握学习方法和要求。2. 热力学第一定律(9学时)
理解系统与环境、状态、状态函数、过程与途径等基本概念,了解可逆过程的概念。掌握热力学第一定律文字表述和数学表达式。
理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念。
掌握热力学第一定律在纯 P V T 变化、在相变化及化学变化中的应用,掌握计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法。
掌握第一定律对理想气体状态变化及物质相变过程的应用。
掌握化学反应热效应,反应进度,等压热效应与等容热效应的关系,盖斯定律,几种基本热效应,生成热,燃烧热,溶解热,热效应与温度的关系,基尔霍夫公式及其应用。3. 热力学第二定律及热力学第三定律(12学时)
理解自发过程、卡诺循环、卡诺定理。
掌握热力学第二定律的文字表述和数学表达式。理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义;掌握熵增原理、熵判据、亥姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据。
掌握物质纯PVT变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用。
掌握主要热力学公式的推导和适用条件。
掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式;理解推导热力学公式的演绎方法。了解热力学第三定律,规定熵、标准熵,理解标准摩尔反应熵定义及计算。理解摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔生成吉布斯函数定义及应用。
4. 非电解质溶液(10学时)
了解混合物与溶液的区别,会各种组成表示之间的换算。理解拉乌尔定律、享利定律,掌握其有关计算。了解稀溶液的依数性,并理解其应用。
理解偏摩尔量及化学势的概念。了解化学势判别式的使用。理解理想液态混合物的定义,理解混合性质。
了解理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式。了解逸度、活度及活度系数的概念 5. 化学平衡(8学时)
了解化学反应过程的推动力。
掌握标准平衡常数的定义。理解等温方程和范特霍夫方程的推导及应用。
掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一定条件下化学反应可能进行的方向,会分析温度、压力、组成等因素对平衡的影响。理解有溶液参加的多相化学反应等温方程式。
6. 相平衡(12学时)
理解相律的意义、推导,掌握其应用。
掌握单组分系统、水的相图、物态转变方程式。理解克拉佩龙方程、克劳修斯――克拉佩龙方程,掌握其计算。
掌握二组分凝聚系统典型相图的分析和应用,包括液态完全互溶固态完全不互溶生成简单共晶的二元系,固态完全互溶的二元系,液态部分互溶的二元系,固态部分互溶的二元系(共晶型,包晶型),生成化合物的二元系,组元在固态具有晶型转变。
掌握用杠杆规则进行分析与计算。了解由实验数据绘制简单相图的方法。7. 表面现象(8学时)
理解表面张力及表面吉布斯函数的概念。
理解接触角、润湿、附加压力的概念及其与表面张力的关系。理解拉普拉斯公式及开尔文公式的应用。理解亚稳状态与新相生成的关系。
理解物理吸附与化学吸附的含义和区别。
了解兰格缪尔单分子层吸附理论,理解兰格缪尔吸附等温式。了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用与应用。了解吉布斯吸附公式的含义和应用。8. 化学动力学(2学时)
理解化学反应速率、理解基元反应及反应分子数的概念。理解反应速率系数以及反应级数的概念。了解通过实验确立速率方程的方法。9. 电化学(8学时)
了解表征电解质溶液导电性质的物理量(电导、电导率、摩尔电导率)。
理解离子平均活度及平均活度系数定义并掌握其计算。了解离子强度的定义。理解可逆电池的概念,理解能斯特方程的推导掌握其应用。掌握电池电动势与热力学函数的关系及其计算。
掌握常用电极符号、电极反应及其电极电势的计算,掌握电池电动势的计算及其应用。理解原电池的设计原理。
了解极化作用和超电势的概念,产生极化的原因。
另外,总复习或习题课2学时。参考书
1.《物理化学》
梁英教主编
冶金工业出版社
1989年第二版 3.《物理化学》
蔡文娟、熊楚强等编
冶金工业出版社
1996年第二版 4.《物理化学》上、下册
傅献彩等编
高等教育出版社
1990年第四版 5.《物理化学教学与学习指南》吕瑞东等编
华东理工大学出版社
1998年第一版 6.《物理化学习题精解》上、下册 王文清等编
科学出版社
1999年
第五篇:物理化学实验大总结
物理化学实验总结
实验一 液体饱和蒸气压的测定
本实验方法是否用于测定溶液的蒸汽压,为什么?
我觉得不能用来测定溶液的蒸汽压,因为蒸汽中混有水蒸气,影响测量结果(不知道对不对)
实验的的改进:
采用蒸馏水代替异丙醇,因为异丙醇是有毒.有刺激性的气体。如果长期使用会对师生的身体健康产生威胁,还会污染实验室的环境。用蒸馏水代替异丙醇后不仅降低了原料的成本,又保护了实验室的环境,对师生的身体健康也是有益的。
实验二 燃烧热的的测定
实验关键:点火成功、试样完全燃烧是实验成败关键,可以考虑以下几项措施:
①试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理,潮湿样品不易燃烧且有误差。
压片紧实度:一般硬到表面有较细密的光洁度,棱角无粗粒,使能燃烧又不至于引起爆炸性燃烧残剩黑糊等状。
②点火丝与电极接触电阻要尽可能小,注意电极松动和铁丝碰杯短路
问题。
③充足氧(2MPa)并保证氧弹不漏氧,保证充分燃烧。燃烧不完全,还时常形成灰白相间如散棉絮状。
实验的的改进:
在此次实验中,通常将点火电流控制旋钮事先测试并固定在第十
个数据,这种处理方法长会出现电流过小或过大.点火的时间过短或
过长的现象,可将点火电流控制旋钮在点火之前至最小值,按下点火
键后,在将点火电流控制转钮匀速的向电流增加的方向旋转,并将点
火时间控制在5s以内,在点火指示点火结束后,终止点火。这样控
制点火电流,使燃烧丝有一个在小电流下预热.发亮的过程,同时也
使药品受到预热而易被点燃,在较高压力氧气存在的条件下,红热的燃烧丝立即被高温氧化,耐火度迅速提高,在较高电流作用下,燃烧
丝才会熔断,从而提高药品连同燃烧丝一起被烧掉的机会,提高点火
功率。
实验三 最大气泡压力法测定液体表面张力
最大气泡法测表面张力实验中,理论计算所得值与实验测得数值存在偏差的因素是什么?
1:首先要保证装置不能有一点点漏气,所以在玻璃装置的某些接口
处涂点凡士林。
2:要保证毛细管尖端的洁净与完好无损,但实际中总是会有点缺陷,如果将毛细管尖端换成是一次性的东西,然后再与毛细管相连,但这
样之后就可能不能保证整个毛细管的垂直,所以不知道可不可行。
3.本实验还有一个问题,就是要求毛细管与液面相切,但实际中可能
做不到;但伸入液面△h的话,测出来的又不是表面的张力,所以不
知道这个问题还不知道怎么解决。
实验四 蔗糖水解反应速率常数的测定
1.WXG-4圆盘旋光仪的正确使用方法
1.准备工作
1)先把预测溶液配好,并混合均匀;
2)把预测溶液盛入试管待测。但应注意试管两端螺旋不能旋得太紧
(一般以随手旋紧不漏水为止),以免护玻片产生应力而引起视场亮
度发生变化,影响测定准确度,并将两端残液揩拭干净;
3)接通电源,约点燃10min,待完全发出钠黄光后,才可观察使用;
4)检验度盘零度位置是否正确,如不正确,可旋松度盘盖四只连接
螺钉、转动度盘壳进行校正
2.测定工作:
1)打开镜盖,把试管放入镜筒中测定,试管内不应有气泡,否则会
影响观察和测定;
2)调节视度螺旋至视场中三分视界清晰时止;
3)转动度盘手轮,至视场照度相一致时止;
4)从放大镜中读出度盘所旋转的角度;
2.蔗糖水解反应速率常数的测定中为什么可以用粗天平称取反应物
蔗糖的用量 ?
答:因为蔗糖水解为一级反应,反应物起始浓度不影响反应速度常数,还有实验中用到的蔗糖是普通的食用蔗糖,品质较差,里面混有比较
多的杂质,纯度不是很高。所以,用粗天平称取蔗糖用量。因为即使
用精密度很高的天平称蔗糖也没有太大意义。
实验心得:通过这四个物理化学实验使我掌握了物理化学实验的的基本方法和技
能,根据所学的内容设计实验,正确的选择和使用仪器。重要的是如何应用计算
机软件进行数据模拟.数据分析等(学会了originr软件求斜率,excel绘图等),培养了我们正确的观察现象,记录数据以及分析式样的结果能力,还培养我们严
肃认真.实事求是的科学态度。通过物理化学的实验加深和巩固了对所学的知识的理解,还提高了我们团队协作的能力。
至尊敬的方老师:当我们上第一节课的时候,您就给我留下了深刻的印象,您把
前几届学生的成绩都写在黑板上了,还分析了成绩情况。从中可以看出方老师在教学方面的严谨。经历了这半年的相处,感觉方老师是个非常严谨的人,尤其是
在时间方面。从高中到大学,从来没有一个老师向您方老师半双语式的教学方式,这种方式我们都感觉挺好的,在一定程度上提高了同学的学习热情,但我感觉英
语有点少。希望方老师在以后的教学方面能多一点英语。方老师在讲课方面有自
己的独特的方法,因材施教,还有老师提问的方式也非常新颖,经常能够提问到
同学知识上的盲区,而且涉及知识面特别广,能让同学了解到许多课本之外的东
西,但讲课的语速有点快,希望老师在以后的教学过程中能把语速放慢些。
我是一个贪玩的学生,在开学之初对于物理化学这门学科没有足够的认识,上课也没有完全投入,课堂笔记也不是非常细致,由于个人原因曾缺席两节课,经过二个月的学习之后,发现自己在知识方面有较多的漏洞,这是才意识到物理化学的重要性,我心里非常着急,不知道自己是否能把落下的知识补回来。这时老师上课提问的教学方式对我起到了很大的作用,在几次的提问后我渐渐的开始弥补以前落下的知识,利用课余时间向其他同学请教不会的知识并且和他们一起讨论研究。在最后的期末复习中,方老师还精心整理出非常细致的框架,对于我们复习给与了极大的帮助。最后的最后方老师还给我们一些人生经验。经过这一学期的接触,发现方老师是个非常值得我们尊敬和学习的人,在知识上一丝不苟,治学严谨,对学生严格但并不严厉,传授知识的过程中细致而富有幽默感。最后说声:谢谢您方老师。