物理化学实验

物理化学实验教学是物理化学教学的重要环节，对于培养学生的研究能力起到重要作用。本教材以“夯实基础、注重方法、突出创新”为主线组织编写，主要分为四大模块。第一模块是第一章～第三章，主要包括绪论、实验室安全与防护以及实验方法与技术。实验室安全与防护是学生进实验室前必须掌握的；实验方法与技术系统地介绍物理化学的基本研究方法和测试技术，让学生对于物理化学实验的特点、研究方法、测试原理和方法有较全面系统地了解。第二模块为基础和综合性实验，编写了二十六个实验，包含了物理化学的主要实验，旨在让学生掌握基本的物理化学原理、方法和技能，正确使用仪器设备，掌握正确操作及数据处理方法。第三模块是实验研究与设计，强调知识的综合性、新颖性和应用性，加入能源领域和环境保护领域特色实验，创新的力度逐步加大，对学生的要求逐步提高，旨在提高学生的研究能力。在选定实验题目后，在教师指导下，学生自己查阅相关文献资料，运用所学的理论知识和实验操作技术，根据实验室条件和设计题目要求，独立设计实验方案，完成包括实验目的、实验原理、仪器选择、装置组建、药品用量、操作步骤、实验可能发生事故的预防、实验结果预测、结果鉴定、废弃物处理等一整套方案的制定；实验方案确定后，可与指导教师和同学讨论，进一步完善方案，独立完成全部实验内容；实验完成后写出完整的实验报告或小论文。第四模块是分子模拟与虚拟仿真实验，借助于相关软件和计算机开展，让学生对计算化学和虚拟仿真有所了解，是对学生深刻理解微观与宏观的关系、充分理解实验过程的重要补充。
本书由石美、冯莉编写，全书由冯莉统稿。感谢物化课程组老师对本书出版提供的支持和帮助。
限于我们的水平，书中的不足在所难免，恳请读者批评指正。

编者
2020年7月

《物理化学实验》是化学、化工等相关专业本科生的一门重要的必修实验基础课。全书共分为绪论、实验室安全与防护、物理化学实验方法与技术、基础和综合性实验、实验研究与设计、分子模拟与虚拟仿真实验、附录七部分，内容涉及热力学、电化学、动力学、界面与胶体化学、结构化学等方面33个实验，实验研究与设计强调知识的综合性、新颖性和应用性，旨在提高学生的兴趣和研究能力。分子模拟和虚拟仿真实验是对学生深刻理解微观与宏观的关系、充分理解实验过程的重要补充。
《物理化学实验》可作为高等院校化学、化学工程、生物工程、环境科学、环境工程、矿物加工及相关专业的本科生实验课教材，也可供从事化学实验和研究的人员参考。

第一章绪论001
第一节实验任务与要求001
第二节实验数据的表达与处理002

第二章实验室安全与防护009
第一节总则009
第二节水、电的安全与防护011
第三节气体、压力容器的安全使用013
第四节化学品的安全使用015
第五节化学废弃物的回收与处置017
第六节常见事故的预防与应急处理017

第三章实验方法与技术020
第一节热效应测量技术020
第二节真空测量技术023
第三节化学动力学实验方法027
第四节电化学实验方法与测量技术028
第五节界面与胶体化学实验方法与技术030

第四章基础和综合性实验035
第一节热力学实验035
实验一燃烧热的测定035
实验二溶解热的测定040
实验三凝固点降低法测摩尔质量043
实验四液体饱和蒸汽压的测定046
实验五草酸钙差热分析的测定048
实验六二元合金相图的绘制051
实验七双液系气液平衡相图的绘制053
附阿贝折光仪057
实验八偏摩尔体积的测定061
第二节电化学实验064
实验九弱电解质的电离常数及难溶盐的溶解度的测定064
附电导率仪067
实验十电动势的测定及其应用073
附数字式电位差计078
实验十一电势-pH曲线的测定080
实验十二离子迁移数的测定084
实验十三氢超电势的测定087
第三节动力学实验090
实验十四蔗糖水解反应090
附自动旋光仪092
实验十五过氧化氢在催化氧化反应中的分解反应095
实验十六乙酸乙酯皂化反应动力学研究098
实验十七丙酮碘化反应的速率系数和活化能的测定101
附溶液吸收光谱及分光光度计104
第四节胶体与界面化学实验107
实验十八溶液表面张力的测定107
实验十九比表面测定111
实验二十黏度法测高分子化合物的摩尔质量114
实验二十一非牛顿型流体流变曲线的绘制119
实验二十二表面活性剂物理化学性质的研究121
实验二十三胶体的制备和性质124
实验二十四沉降分析126
第五节结构化学实验129
实验二十五磁化率的测定129
附磁天平134
实验二十六偶极矩的测定136

第五章研究与设计性实验141
第一节范例羟基磷灰石对F－吸附热力学研究141
第二节自主研究与设计实验147
实验二十七浮选法处理染料废水147
实验二十八硫氰化铁配离子生成反应的动力学研究149
实验二十九修饰电极的制备及其电化学性能测试与应用150
实验三十油水煤浆的制备及性质测定151

第六章分子模拟与虚拟仿真实验153
第一节分子模拟153
实验三十一褐煤分子结构模型的构建154
实验三十二褐煤模型化合物中含氧官能团脱出的理论计算156
第二节虚拟仿真实验160

附录常用数据表167

参考文献170