物理化学实验(王军)

  物理化学经过许多年的发展和积累，已经形成了其特有的理论和实践知识体系，并与化工、冶金、材料、资源、信息、生物制药、轻工等多学科交叉发展。
  物理化学实验是物理化学的重要组成部分，包含研究化学热力学、化学动力学、电化学、界面与胶体化学等的基本实验方法，对巩固和加深对物理化学基本原理的理解，提高对物理化学知识的灵活运用能力，培养科学研究素质，并逐步建立科学的世界观和方法论都起到十分重要的作用。在强调现代科技人才的素质教育与创新能力培养的今天，高超的实验技能更是适应知识快速更新、科学技术多学科交叉发展的基本需求。
  本书是在东北大学物理化学实验讲义的基础上编制而成的。原实验讲义曾沿用多年，凝聚了东北大学物理化学教研室全体教师的心血，编者对他们表示由衷的敬意。书中保留了原实验讲义中的部分内容，同时，为了适应当前课程体系的新特点，也对实验内容进行了较全面的更新和修订，实验项目也由原来的22个增加到45个。书中第1、8章由王军编写，第2、4、5章由杨冬梅、王军、张丽君编写，第3、6章由王军、张丽君、刘晓霞编写，第7章由刘晓霞、王军编写。王军负责全书的统稿工作，何荣桓、王淑兰、邵忠宝审阅了书稿。
  本书在出版过程中得到了东北大学的支持，孟飞、栾峰、闻玉凤、闻洋、姜海飞、孔令师等同学参加了部分书稿的录入工作，历届使用过本书初稿的学生也曾提出过许多宝贵意见，在此谨向他们表示衷心感谢。
  由于水平所限，疏漏不妥之处在所难免，敬请各位专家和广大读者批评指正。
编者
于东北大学
2009年8月

  本书是根据工科课程体系的特点编写的物理化学实验教材。全书共分8章，含45个实验项目。主要实验内容包括：物质热力学性质的测定、电解质溶液性质和电化学性质的测定、化学反应动力学性质的测定、界面与胶体性质的测定、结构化学实验等。此外，为了提升学生科学地分析和处理实验数据的能力，本书第1章详细介绍了实验误差的分析和数据的处理方法。在第7章还介绍了与实验相关的仪器设备的使用知识。为方便使用，本书最后一章收录了有关的物理化学常用数据。
  本书可作为高等院校化学与化工、应用化学、材料科学、环境科学、环境工程、冶金、矿物加工、采矿安全、成型控制、生物工程等专业本科学生的实验教学用书，也可供从事相关工作的读者参考使用。

第1章绪论1
11物理化学实验的目的和要求1
111物理化学实验课程的主要目的1
112物理化学实验课程的要求1
12误差分析和数据处理2
121误差的基本概念2
122偶然误差与正态分布4
123误差的传递9
124有效数字的运算和异常数据的舍弃12
125实验数据的表示方法15
第2章物质热力学性质的测定21
21酸碱反应中和热的测定21
22量热法测定萘的燃烧热24
23静态法测定液体的饱和蒸气压29
24凝固点降低法测定物质的摩尔质量32
25循环法测定碳的气化反应平衡常数35
26多相平衡反应——一氧化碳还原铁矿石的热力学分析38
27差热分析实验40
28热分析法绘制BiSn二组分体系的相图43
29环己烷乙醇完全互溶双液系气液平衡相图的绘制45
210溶解度法绘制苯酚水部分互溶双液系相图48
211苯乙酸水三组分体系等温相图的绘制50
212气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数52
213密度法测定NaCl水溶液的表观摩尔体积和偏摩尔体积55
第3章电解质溶液性质和电化学性质的测定59
31界面法测定电解质水溶液中离子的迁移数59
32电解质水溶液导电性质的分析61
33电导法测定蛋白质水溶液的等电点63
34补偿法测定原电池的电动势64
35电化学法测定化学反应的热力学函数67
36电极电势pH图的绘制及分析69
37恒电流法测量锌的稳态极化曲线72
38恒电势法测量并分析铁的极化和钝化曲线74
39锌电极循环伏安曲线的测量77
310循环伏安法研究【Fe(CN)6】3-/【Fe(CN)6】4-电极反应动力学78
311氢超电势的测定80
312ZnSO4水溶液分解电压的测定83
第4章化学反应动力学性质的测定85
41电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数85
42量气法测定过氧化氢分解反应的速率常数87
43分光光度法推测丙酮碘化反应的速率方程91
44分光光度法测定蔗糖酶的米氏常数95
45弛豫法测定铬酸根重铬酸根离子反应速率常数99
46旋光光度法测定蔗糖水解反应的速率常数103
47指示剂法测定Na2S2O3在胶体中的扩散系数107
48复相催化甲醇分解反应的动力学分析109
49非平衡过程动力学分析的实例——BZ振荡反应112
第5章界面与胶体性质的测定115
51表面活性剂临界胶束浓度的测定115
52溶液吸附法测定活性炭的比表面积117
53接触角的测定119
54气泡最大压力法研究溶液界面上的吸附作用121
55电泳法测定Fe(OH)3溶胶的动电电势125
56电渗法测定SiO2对KCl水溶液的动电电势129
57微观法测定胶体的粒径及动电电势131
第6章结构化学实验135
61物质摩尔折射度的测定135
62古埃法测定物质的摩尔磁化率137
63红外吸收光谱法分析物质的结构141
64X射线粉末衍射法测定晶胞参数144
第7章实验仪器及使用方法149
71JDW2C型精密电子温差测量仪149
72HR15B量热计多功能控制箱149
73APM2D型数字式气压表150
74DPC2C型数字式低真空测压仪150
75真空泵151
76JDT4B型双通道温度温差测量仪152
77DTC2B型控温仪153
78自动平衡记录仪155
79高温表及热电偶156
710WAY型阿贝折射仪158
711HK2A型恒温水浴158
712NTY9B型数字式温度计159
713恒温加热磁力搅拌器160
714DDS307型电导率仪160
715PB10型pH计161
716UJ21型电位差计(附标准电池、甘汞电极)163
717鲁金毛细管165
718CHI电化学工作站166
719722S型可见光光度计167
720LG1024A型高速离心机167
721旋光仪的原理与使用169
722JLC型测量显微镜172
723古埃磁天平的构造及原理173
第8章部分物理化学常用数据表175
表81中华人民共和国法定计量单位175
表82水的饱和蒸气压176
表83物质的标准摩尔燃烧焓(25℃)176
表84热电偶分度表177
表85KCl标准水溶液的电导率180
表86邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液的配制180
表8725℃时在水溶液中一些电极的标准(还原)电极电势180
表88不同温度下水空气界面上的界面张力182
表89不同温度下水的黏度182
表810不同温度下水的密度182
参考文献183