物理化学实验综合设计性实验三

华南师范大学实验报告学生姓名吴志军学号20082502046专业生物工程年级、班级08工程1班课程名称下游技术实验项目酵母RNA提取实验类型验证设计综合实验时间2011年10月17 日实验指导老师江学文实验评分实验三酵母RNA的提取及含量测定一、实验目的与要求1、了解并掌握稀碱法提取RNA的原理和方法。

2、熟悉和掌握紫外吸收法测定核酸含量原理和操作方法，3、熟悉紫外分光光度计的基本原理和使用方法。

二、实验原理由于RNA的来源和种类很多，因而提取制备方法也很各异。

一般有苯酚法、去污剂法和盐酸胍法。

其中苯酚法又是实验是最常用的。

组织匀浆用苯酚处理并离心后，RNA即溶于上层被酚饱和的水相中，DNA和蛋白质则留在酚层中。

向水层加入乙醇后，RNA即以白色絮状沉淀析出，此法能较好的除去DNA和蛋白质。

上述方法提取的RNA具有生物活性。

工业上常用稀碱法和浓盐法提取RNA，用这两种方法所提取的核酸均为变性的RNA，主要用作制备核苷酸的原料，其工艺比较简单。

浓盐法使用10%左右氯化钠溶液，90℃提取3-4h，迅速冷却，提取液经离心后, 上清液用乙醇沉淀RNA。

稀碱法使用稀碱使酵母细胞裂解，然后用酸中和，除去蛋白质和菌体后的上清液用乙醇沉淀RNA或调pH2.5利用等电点沉淀。

酵母含RNA达2.67-10.0%，而DNA含量仅为0.03-0.516%，为此，提取RNA多以酵母为原料。

核酸、核苷酸及其衍生物的分子结构中的嘌呤、嘧啶碱基具有共轭双健系统（-C=C一C=C-），能够强烈吸收250-280nm 波长的紫外光。

核酸（DNA,RNA）的最大紫外吸收值在260nm 处。

遵照Lambert-Beer 定律，可以从紫外光吸收值的变化来测定核酸物质的含量。

在不同pH 溶液中嘌呤、嘧啶碱基互变异构的情况不同，紫外吸收光也随之表现出明显的差异，它们的摩尔消光系数也随之不同。

所以，在测定核酸物质时均应在固定的pH溶液中进行。

核酸的摩尔消光系数（或吸收系数），通常以ε（ρ）来表示，即每升含有一摩尔核酸磷的溶液在260nm 波长处的消光值（即光密度，或称为光吸收）。

《物理化学实验》课程实验教学大纲课程编号：课程学时：96/64课程学分：2适用专业（专业类）：化学化工类－化学、应用化学、高分子材料、化学工程与工艺、轻化工程一、实验的目的和任务物理化学实验包括热力学、动力学、电化学、表面性质与胶体化学四部分。

1、学习并了解物理化学实验基本知识，正确掌握并熟练应用物理化学实验的基本操作技能。

2、通过一学年的物理化学实验学习，加深对物理化学基本原理和概念的正确理解。

3、训练学生归纳处理、分析实验数据和书写科学实验报告的能力。

4、通过研究性、综合型实验，使学生得到科学实验的综合训练，培养研究和创新思维，从而培养学生独立工作的本领及科研能力。

5、通过实验培养以下能力：（1）学会正确地使用手册、工具书，培养查阅有关文献、资料的能力。

（2）正确进行实验操作，取得正确可靠的实验结果，获得用实验解决问题的动手能力。

（3）观察现象，分析判断，逻辑推理的能力。

（4）选择试剂、仪器、实验方法和初步具有设计实验的能力。

6、通过本课程的学习，进一步培养学生实事求是的科学态度、刻苦钻研的科学精神和严谨的科学作风。

三、教材及参考资料教科书：《物理化学实验》，孙尔康、徐维清、邱金恒，南京大学出版社，1998参考书：1、《物理化学》（第四版），付献彩、沈文霞、姚天扬、高等教育出版社，19902、《物理化学实验》顾良证、武船昌、岳瑛、孙尔康、徐维清，江苏科学技术出版社，19863、《化学实验基础》孙尔康、吴琴媛、周以泉、陆婉芳等，南京大学出版社，19934、《物理化学实验》，蔡显鄂、项一非、刘衍光修订，高等教育出版社，19935、《物理化学实验（修订本）》，北京大学化学第物理化学教研室，北京大学出版社，19856、《物理化学实验》（第二版），罗澄源等，高等教育出版社，19847、《物理化学实验》，J. M. 怀特著，钱三鸿等译，人民教育出版社，1981四、说明1．本教学大纲从2005级学生开始使用。

实验一 磺基水杨酸铁配合物稳定常数的测定一．实验目的1．了解比色法测定溶液中配合物的组成和稳定常数的原理。

2．学习分光光度计的使用方法。

二．基本原理磺基水杨酸（SO 3HHOCOOH简化为H 3R ），与Fe 3+可以形成稳定的配合物，配合物的组成随溶液的pH 值的不同而改变。

在pH=2~3时，pH=4~9时，pH=9~11.5时，磺基水杨酸与Fe 3+能分别形成不同颜色且具有不同组成的配离子。

本试验是测定pH=2~3时形成的紫红色的磺基水杨酸铁配离子的组成及其稳定常数。

实验中通过加入一定量的HClO 4溶液来控制溶液的pH 值。

测定配离子的组成时，分光光度法是一种有效的方法。

实验中，常用的方法有两种：一是摩尔比法，一是等摩尔数连续变化法（也叫浓比递变法）。

本实验采用后者，用上述方法时要求溶液中的配离子是有色的，并且在一定条件下只生成这一种配合物，本实验中所用的磺基水杨酸是无色的，Fe 3+溶液很稀，也可以认为是无色的，只有磺基水杨酸铁配离子显紫红色，并且能一定程度的吸收波长为500nm 的单色光。

光密度又称吸光度，是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数，可用分光光度计测定。

光密度与浓度的关系可用比尔定律表示：CL A ε=其中：A 代表光密度；ε代表某一有色物质的特征常数，称之为消光系数；L 为液层厚度；C 为溶液浓度，当液层厚度一定时，则溶液光密度就只与溶液的浓度成正比。

本实验过程中，保持溶液中金属离子的浓度（C M ）与配位体的浓度（C R ）之和不变（即总摩尔数不变）的前提下，改变C M 与C R 的相对量，配制一系列溶液，测其光密度，然后再以光密度A 为纵坐标，以溶液的组成（配位体的物质的量分数）为横坐标作图，得一曲线，如图1所示，显然，在这一系列溶液中，有一些是金属离子过量，而另一些溶液则是配位体过量，在这两部分溶液中，溶液离子的浓度都不可能到最大值，因此溶液的光密度也不可能达到最大值，只有当溶液中金属离子与配位体的摩尔比与配离子的组成一致时，配离子的浓度才最大，因而光密度才最大，所以光密度最大值所对应的溶液的组成，实际上就是配合物的组成。

物理化学实验报告实验人：*****学号：*********班级： **********实验日期：2012/3/17实验一计算机联用测定无机盐溶解热一、实验目的的积分溶解热。

（1）用量热计测定KNO3（2）掌握量热实验中温差校正方法以及与计算机联用测量溶解过程动态曲线的方法。

二、实验原理盐类的溶解过程通常包含着两个同时进行的过程：晶格的破坏和离子的溶剂化。

前者为吸热过程，后者为放热过程。

溶解热是这两种热效应的总和。

因此，盐溶解过程最终是吸热或放热，是由这两个热效应的相对大小决定的。

在恒压条件下，由于量热计为绝热系统，溶解过程所吸收的热或放出的热全部由系统温度的变化放映出来。

如下图：v1.0 可编辑可修改△H△H 1=0绝热由图可知，恒压下焓变△H 为△H 1和△H 2之和，即：△H=△H 1+△H 2 绝热系统，Q p =△H 1所以，在t 1温度下溶解的恒压热效应△H 为：△H=△H 2=K （t 1-t 2）=-K(t 2-t 1) 式中K 是量热计与KNO 3水溶液所组成的系统的总热容量，（t 2-t 1）为KNO 3溶解前后系统温度的变化值△t 溶解。

设将质量为m 的KNO 3溶解于一定体积的水中，KNO 3的摩尔质量为M ，则在此浓度下KNO 3的积分溶解热为：△sol H m =△HM/m=-KM/m ·△t 溶解 K 值可由电热法求取。

K ·△t加热=Q 。

若加热电压为U ，通过电热丝的电流强度为I ，通电时间为τ则：K ·△t 加热=IU τ 所以K =IU τ/△t 加热真实的△t 加热应为H 与G 两点所对应的温度t H 与t G 之差。

三、 试剂与仪器试剂：干燥过的分析纯KNO 3。

仪器：量热计，磁力搅拌器，直流稳压电源，半导体温度计，信号处理器，电脑，天平。

四、 实验步骤1用量筒量取100mL 去离子水，倒入量热计中并测量水温。

2称取~（精确到量热器+水+ KNO 3量热器+ KNO 3水溶液量热器+ KNO 3水溶液±）。

《物理化学实验》课程大纲一、课程基本信息课程名称：（中文）：物理化学实验（英文）：Physical Chemistry Experiments 课程代码：08S3119B、08S3120B课程类别：专业核心课程/必修课适用专业：材料化学专业课程学时：总学时30（春季学期15学时秋季学期15学时）课程学分：总学分1先修课程：无机及分析化学、无机及分析化学实验、有机化学、有机化学实验、高等数学、普通物理、普通物理实验等选用教材：《物理化学实验》（第三版），复旦大学等编，北京：高等教育出版社，2004年参考书目：1.《化工辞典》（第四版），化学工业出版社，2000年2．《物理化学实验指导书》，长春：东北师范大学出版社，1995年二、课程目标（一）课程具体目标通过本课程的学习，学生达到以下目标：1.加深巩固学生对物理化学基本理论及基本知识的理解。

使学生初步掌握基本实验方法和实验技能，加深对物理化学的重要理论和概念的理解;初步学会处理实验数据、分析与归纳实验现象和表达实验结果。

【毕业要求1工程知识】2.提高学生分析问题和解决实际问题的能力。

提高严谨缜密的科学思维能力，培养学生的创新精神。

【毕业要求2问题分析】3.培养学生实事求是的科学态度和良好的科学素养、工作习惯，并具备初步的团队合作精神。

【毕业要求8职业规范9个人和团队10沟通能力】（二）课程目标与专业毕业要求的关系三、课程学习内容物理化学实验主要设置两种类型的实验:(1)基本操作训练,(2)研究设计性实验。

实验过程包括课前预习讨论、实验操作、实验报告、结果讨论等环节。

学生在实验前必须进行预习,预习报告或设计实验方案经老师批阅后,方可进入实验室进行实验。

（1）基本操作技术作为一门独立开设的基础实验课程,物理化学实验具体到各个部分，教学内容如下:①.热力学和相图部分四个实验:液体摩尔汽化热、燃烧热的测定、二组份简单共熔体系相图、双液系相图。

理解纯液体饱和蒸气压和温度的关系,测定特定温度范围内液体的平均摩尔汽化热及正常沸点;掌握氧弹式量热计测定固体燃烧热的原理;理解热分析法绘制合金体系相图的原理,并对低共熔而组分合金的相机进行分析。

实验十二综合设计性实验（考试）一、实验目的物理化学综合设计性实验是培养学生分析问题，解决问题的重要教学环节，着重培养学生的创新能力，扩大学生的知识面，学习各种实验方法和实验手段的综合应用方法。

其目的在于培养学生全面掌握物理化学实验方法，训练学生灵活运用物理化学实验技术的能力，通过综合设计性实验，使学生加深对物理化学基本理论的理解，进一步提高学生运用物理化学知识来解决实际问题的能力，提高学生进行科学研究的能力和素养二、实验要求物理化学综合设计性实验，要求学生自己查找参考资料，设计实验方案，独立完成实验。

三、实验教学程序（1）物理化学综合设计性实验题目，在物理化学课程网站上公布，由学生自己设计实验方案。

（2）学生根据自己设计的实验方案，可以进入物理化学实验室考察实验条件与实验仪器。

四、说明物理化学实验A/B（化工、材料、制药、食品、生工专业）做一个综合设计性实验（通过抽签选做）五、综合设计性实验题目题目一：请设计物理化学实验，求环已烷的标准摩尔蒸发焓（只允许测定一个温度下的饱和蒸汽压数据），并测定环已烷在30℃下的折光率。

1、实验要求：（1）写出实验设计原理（2）完成实验数据的测定与有关计算（3）完成实验报告2、提供的主要实验仪器与试剂：（1）环已烷（A.R）（2）真空泵，不锈钢缓冲瓶、干燥塔、DF-02型数显恒温槽、冷阱、等压计、AF-03型低真空压差测量仪。

（3）EF-03沸点测量仪、沸点仪。

（4）阿贝折射仪、SC-15超级恒温槽、擦镜纸、滴管。

（5）气压室温时钟挂屏，红外干燥箱。

3、实验地点：C2-345-3474、实验时间：2小时内完成。

题目二：请设计物理化学实验，求蔗糖的标准摩尔燃烧焓，并测定10%蔗糖水溶液在一定温度下的粘度。

1、实验要求：（1）写出实验设计原理（2）完成实验数据的测定和有关计算（3）完成实验报告。

2、仪器和试剂：（1）蔗糖（A.R）（2）氧弹量热计（配有氧弹头、控制器并已标好量热计常数）压片机，大量筒（3）氧气钢瓶（配有减压阀，充氧机）（4）电子天平，托盘天平（5）粘度计（6）气压室温时钟挂屏，干燥箱，烧杯（7）恒温水浴3、实验地点：C2-326-3284、实验时间：2小时内完成。

物理化学实验南京医科大学药学院化学系物理化学实验目录绪论 2实验一粘度法测定高聚物分子量 5实验二蔗糖的转化一准一级反应 10实验三丙酮碘化一复杂反应 15实验四中和热的测定一恒压量热法 19 实验五异丙醇一环己烷体系的气一液平衡相图 22实验六苯——醋酸——水三元相图26绪论物理化学实验是化学系学生的一门重要的基础实验课，它综合了化学领域各分支所需要的基本研究工具和方法，它与物理化学和结构化学课程紧密配合，但又是一门独立的，理论性、实践性和技术性很强的课程。

物理化学实验的目的是：让学生验证并巩固和加深对物理化学实验的基本知识和方法，训练使用仪器的操作技能，培养学生观察现象、正确记录和处理数据的能力。

通过实验训练，提高学生分析问题和独立工作的能力。

物理化学实验课的基本任务是：通过讲授和实验，使学生了解并掌握物理化学实验中最基本的实验技术，比较系统地掌握物理化学实验的基本技能，为日后的教学工作和科学研究工作打了初步的基础。

进行物理化学实验，一般要经过预习、实验操作、写实验报告三个环节。

具体要求是：一、预习物理化学实验自身的特点，要求学生在实验前必须充分预习。

要仔细阅读实验教材以及每个实验的预习要求中所指定的资料。

了解实验目的，掌握原理，明确需要进行哪些测量，记录哪些数据，明确实验中每一步如何进行以及为什么这样做。

必要时，需到实验室对照仪器预习，了解实验仪器的构造及操作方法。

在充分预习的基础上写出预习报告，扼要写明实验目的、操作方案、注意事项、记录方案或表格等项目。

二、实验操作动手操作(包括观察、思维和记录)，是物理化学实验的中心环节．实验过程中应认真、细致，严格按操作规程进行。

记录数据要完全、准确、整齐、清楚，所有数据必须记在记录本上。

实验结束，应将数据交教师审阅，若不合格要重做或补做。

保持实验室的安静和清洁，严格遵守实验室规则和安全守则。

保护仪器，节约药品，实验结束后要仔细清洗仪器，将所有电器开关复原。

物理化学实验备课材料实验3 热电偶温度计的校正及金属相图一、基本介绍一个多相体系的状态可用热力学函数来表达，也可用几何图形来描述。

表示相平衡体系状态与影响相平衡强度因素关系的几何图形叫平衡状态图，简称相固，也叫状态图。

由于常见的影响相平衡的强度因素是温度、压力和浓度，所以也可以说，相图是描述多相体系的状态与温度、压力和组成关系的几何图形。

相平衡的研究对生产和科学研究具有重大意义。

钢铁和合金冶炼生产条件的控制、硅酸盐(水泥、耐火材料等)生产的配料比、盐湖中无机盐的提取等，都需要相干衡的知识。

又如对物质进行提纯(如制备半导体材料)、配制各种不同低熔点的金屑台金等，都要考虑到有关相干衡问题。

化工生产中产品的分离和提纯是非常重要的，其中溶解和结晶、冷凝和熔融、气化和升华等都属相交过程。

总之．由于相变过程和相干衡问题到处存在，研究和革捏相变过程的规体，用以解释有关的自然现象和指导生产甚为重要。

二、实验目的1、用热电偶—电位差计测定Bi—Sn体系的步冷曲线,绘制相图;2、掌握热电势法测定金属相图的方法；3、掌握热电偶温度计的使用,学习双元相图的绘制。

三、实验原理绘制固液二相平衡曲线的方法，常用的有溶解度法和热分析法。

溶解度法是指在确定的温度下，直接测定固液二相平衡时溶液的浓度，然后依据澜得的温度和相应的溶解度数据绘制成相固。

此法适用于常温下易澜定组成的体系，如水盐体系等。

热分析法是指在常温下不便直接澜定固液乎衡时溶液组成的体系(如合金和有机化合物的体系)．通常利用相变时的热效应来测定组成已确定之体系的温度，然后依据选定的一系列不同组成的二组分体系所测定的温度，绘制相图。

此法简单易行，应用顾广。

用热分析法测绘相图时，被测体系必须时时处于或接近相平衡状态。

因此．体系的冷却速度必须足够慢．才能得到较好的结果。

体系温度的测量，可用水银温度计，也可选用合适的热电偶。

由于水银温度计的测量范围有限，而且其易破损，所以目前大都采用热电偶来进行测温。

初中物理化学综合实验教案
实验目的：通过制备氧气和氢气实验，掌握氧气和氢气的制备方法、性质和用途。

实验器材：试管、试管夹、试剂瓶、酸性钠氯酸、锌粉、煤气生成装置、试管架、酒精灯、玻璃棒、火柴等。

实验步骤：
1. 实验前准备：准备好所有实验器材和试剂，检查试验台面整洁，摆放好试管、试管夹和
试管架。

2. 制备氢气：取一些锌粉放入试管中，用试管夹夹住试管底部稍微倾斜放置于试管架上，
注入适量的酸性钠氯酸溶液，观察气体生成情况。

3. 收集氢气：用煤气生成装置收集生成的氢气，将试管的开口置于水中，收集氢气。

4. 制备氧气：取一些锌粉放入试管中，注入适量的酸性钠氯酸溶液，观察气体生成情况。

5. 收集氧气：用煤气生成装置收集生成的氧气，将试管的开口置于水中，收集氧气。

6. 实验结束：观察收集到的氢气和氧气的性质，记录实验结果，清理实验台面和器材。

实验注意事项：
1. 实验中操作要谨慎，避免酸性溶液溅到皮肤或眼睛中。

2. 注意锌粉和酸性溶液之间的化学反应可能产生氢气，要注意收集氢气。

3. 实验结束后要及时清理实验器材和台面，将废弃物品分类处理。

实验总结：通过本次实验，了解了氢气和氧气的制备方法，掌握了氢气和氧气的性质和用途，加深了对化学反应和气体性质的认识。

物理化学实验(Physical Chemistry Experiment)目的和要求物理化学实验是化学实验科学的重要分支，它综合了化学领域中各分支所需要的基本研究工具和方法。

它与物理化学课程紧密配合，但又是一门独立的、理论性与实践性和技术性很强的课程。

物理化学实验的主要目的是使学生能掌握物理化学实验的基本方法和技能，从而能根据所学的原理设计实验、选择和使用仪器，其次是锻炼学生观察实验现象、正确记录和处理数据、分析实验结果的能力，培养严肃认真、事实求是的科学态度和作风；第三是巩固和加深对物理化学原理的理解，提高学生对物理化学知识灵活应用的创新能力。

为实现厦门大学达到国内一流、国际上有较大影响的综合性大学，应该改革旧的、不适于生产力发展的教学方式和方法，减少验证性实验，把新的科研成果和研究技术引入教学中来，让科研成果充实实验教学内容，同时也为培养科研人才打下坚实基础。

在加强学生动手能力的培养的同时，也应注重学生使用计算机处理数据、进行曲线模拟和分析实验结果的能力。

基本内容和学时分配本课程内容包括实验讲座、实验和考试三个部分。

实验讲座除了绪论及误差与数据处理的内容在实验前专门集中讲解外，其余部分均结合在每个实验中穿插进行，例如在“金属相图”中讲解热电偶的焊接与校正；在“饱和蒸气压测定”及“碳酸钙热分解”实验中讲解真空技术等，一般每个实验前都要讲解近一个小时，把一些相关技术进行讲解和示范。

考试对于化学系学生是笔试为主，笔试与实验成绩比例为3：7。

平时实验成绩分配如下：预习15%、态度5%、卫生5%、操作35%、实验报告15%、实验结果与讨论25%。

实验讲座由绪论、误差与数据处理作为基本知识，安排在学生进入实验室前讲完，学时为4，其他讲座内容是结合各个实验内容，把知识点、仪器的使用等相关知识在每个实验前讲解，每次讲座学时为1。

一、基本知识讲座内容：1. 绪论物理化学实验的目的和要求课程的具体安排课程的预习、实验操作和实验报告的要求物化实验课程的评分标准及考试、考核办法物理化学实验室的规章制度2. 误差和数据处理系统误差的判断和消除法函数的算术平均误差和标准误差，曲线拟合误差的计算有效数字的运算法规和数据的正确表达实验仪器的合理搭配3. 数据的列表与作图规则：数据的列表规则直线图（作图的要求，注意事项，作图的精确度等）曲线图（作曲线图的工具，注意事项，作图精度的表示等）作图技术在数据处理中的地位和运用Lotus-1、2、3程序的计算机数据处理和作图方法二. 实验内容及具体要求1. 恒温槽的装置及性能测试本实验包括温度的测量和控制技术讲座，总学时为7。

物理化学实验报告实验人： *****学号：*********班级：**********实验日期： 2012/3/17实验一计算机联用测定无机盐溶解热一、实验目的（1）用量热计测定 KNO3的积分溶解热。

（2）掌握量热实验中温差校正方法以及与计算机联用测量溶解过程动态曲线的方法。

二、实验原理盐类的溶解过程通常包含着两个同时进行的过程：晶格的破坏和离子的溶剂化。

前者为吸热过程，后者为放热过程。

溶解热是这两种热效应的总和。

因此，盐溶解过程最终是吸热或放热，是由这两个热效应的相对大小决定的。

在恒压条件下，由于量热计为绝热系统，溶解过程所吸收的热或放出的热全部由系统温度的变化放映出来。

如下图：量热器 +水 + KNO 3△H量热器 + KNO 3水溶液t 1,p t1,p△H1=0绝热量热器 + KNO 3水溶液由图可知，恒压下焓变△ H 为△ H1和△ H2之和，即：△ H=△H1+△H2绝热系统，Q p=△H1所以，在 t 1温度下溶解的恒压热效应△H 为：△ H=△H2=K（ t 1 -t 2）=-K(t 2-t 1)式中K是量热计与KNO3水溶液所组成的系统的总热容量，（t2-t1）为KNO3溶解前后系统温度的变化值△ t 溶解。

设将质量为 m的 KNO3溶解于一定体积的水中，KNO3的摩尔质量为 M，则在此浓度下 KNO3的积分溶解热为：△ sol H m=△HM/m=-KM/m·△t溶解K 值可由电热法求取。

K·△ t 加热 =Q。

若加热电压为U，通过电热丝的电流强度为I ，通电时间为τ则：K·△ t 加热 =IUτ所以K =IUτ/△t加热真实的△ t 加热应为 H 与 G两点所对应的温度t H与t G之差。

三、试剂与仪器试剂：干燥过的分析纯 KNO3。

仪器：量热计，磁力搅拌器，直流稳压电源，半导体温度计，信号处理器，电脑，天平。

四、实验步骤1 用量筒量取 100mL去离子水，倒入量热计中并测量水温。

物理化学实验报告实验人：*****学号：*********班级：**********实验日期：2012/3/17实验一计算机联用测定无机盐溶解热一、实验目的（1）用量热计测定KNO3的积分溶解热。

（2）掌握量热实验中温差校正方法以及与计算机联用测量溶解过程动态曲线的方法。

二、实验原理盐类的溶解过程通常包含着两个同时进行的过程：晶格的破坏和离子的溶剂化。

前者为吸热过程，后者为放热过程。

溶解热是这两种热效应的总和。

因此，盐溶解过程最终是吸热或放热，是由这两个热效应的相对大小决定的。

在恒压条件下，由于量热计为绝热系统，溶解过程所吸收的热或放出的热全部由系统温度的变化放映出来。

如下图：由图可知，恒压下焓变△H为△H1和△H2之和，即：△H=△H1+△H2绝热系统，Q p=△H1所以，在t1温度下溶解的恒压热效应△H为：△H=△H2=K（t1-t2）=-K(t2-t1) 式中K是量热计与KNO3水溶液所组成的系统的总热容量，（t2-t1）为KNO3溶解前后系统温度的变化值△t溶解。

设将质量为m的KNO3溶解于一定体积的水中，KNO3的摩尔质量为M，则在此浓度下KNO3的积分溶解热为：△sol H m=△HM/m=-KM/m·△t溶解K值可由电热法求取。

K·△t加热=Q。

若加热电压为U，通过电热丝的电流强度为I，通电时间为τ则：K·△t加热=IUτ所以K =IUτ/△t加热真实的△t加热应为H与G两点所对应的温度t H与t G之差。

三、试剂与仪器试剂：干燥过的分析纯KNO3。

仪器：量热计，磁力搅拌器，直流稳压电源，半导体温度计，信号处理器，电脑，天平。

四、实验步骤1用量筒量取100mL去离子水，倒入量热计中并测量水温。

2称取~（精确到±）。

3先打开信号处理器、直流稳压器，再打开电脑。

自动进入实验测试软件，在“项目管理”中点击“打开项目”，选择“溶解热测定”，再点击“打开项目”，输入自己学号和称取的样品重量。

《物理化学设计实验》三组分体系相图的绘制实验一、实验目的1. 通过本项设计实验，要求学生掌握实验方案设计的一般方法和步骤；具备研究性实验设计与实施的能力；初步学习科技论文的撰写方法。

2. 通过本项实验设计，要求学生掌握文献资料的调研及科学运用能力；培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；使学生初步掌握科学研究的一般方法和步骤；培养学生的动手能力和创新能力。

3. 通过本项实验设计，培养学生能够正确运用仪器和实验条件，开发实验项目的能力；从而培养学生的综合协调与协作能力。

4. 根据资料调研情况，自拟实验题目。

要求利用滴定管和现有条件，设计一项10学时内能够完成的教学实验项目。

实验设计中要说明项目设计的意义和依据，给出实验设计方案，经实验指导教师批准后实施，写出实验论文。

5. 熟悉相律，掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。

6. 掌握用溶解度法绘制相图的基本原理。

二、实验原理对于三组分体系，当处于恒温恒压条件时，根据相律，其自由度f*为：f*＝3－Φ式中，Φ为体系的相数。

体系最大条件自由度f*max＝3－1＝2，因此，浓度变量最多只有两个，可用平面图表示体系状态和组成间的关系，通常是用等边三角形坐标表示，称之为三元相图。

如图1所示。

等边三角形的三个顶点分别表示纯物A、B、C，三条边AB、BC、CA分别表示A和B、B和C、C和A所组成的二组分体系的组成，三角形内任何一点都表示三组分体系的组成。

图1中，P点的组成表示如下：经P点作平行于三角形三边的直线，并交三边于a、b、c三点。

若将三边均分成100等份，则P 点的A 、B 、C 组成分别为：A ％=Pa =Cb ，B ％=Pb =Ac ，C ％=Pc =Ba 。

A-B-C 是属于具有一对共轭溶液的三液体体系，即三组分中二对液体A 和B ，A 和C 完全互溶，而另一对液体B 和C 只能有限度的混溶，其相图如图2所示。

图2中，E 、K 2、K 1、P 、L 1、L 2、F 点构成溶解度曲线，K 1L 1和K 2L 2是连结线。

第1篇一、教学目标1. 知识目标：（1）掌握化学实验的基本操作技能；（2）了解化学实验的基本原理和方法；（3）熟悉化学实验的仪器设备及其使用方法；（4）掌握化学实验数据的处理和分析方法。

2. 能力目标：（1）培养学生独立完成化学实验的能力；（2）提高学生的实验操作技能和实验数据处理能力；（3）培养学生观察、分析、解决问题和创新能力；（4）培养学生的团队协作精神和实践能力。

3. 素质目标：（1）培养学生的严谨求实、勤奋刻苦的科研精神；（2）培养学生的环保意识和社会责任感；（3）培养学生的创新精神和终身学习能力；（4）培养学生的团队协作和沟通能力。

二、教学内容1. 实验室基本操作技能训练（1）实验器材的清洁与消毒；（2）实验试剂的配制与储存；（3）实验仪器的使用与维护；（4）实验数据的记录与处理。

2. 基本化学实验（1）物质的分离与提纯；（2）物质的性质与变化；（3）有机化合物的制备与鉴定；（4）化学实验数据的分析与处理。

3. 综合性实验（1）化学实验设计；（2）化学实验创新；（3）化学实验报告撰写。

三、教学过程1. 教学准备（1）教师准备：实验讲义、实验器材、实验试剂、实验数据等；（2）学生准备：实验报告、实验记录本、实验操作技能培训。

2. 教学实施（1）实验讲解：教师讲解实验原理、操作步骤、注意事项等；（2）实验操作：学生分组进行实验操作，教师巡回指导；（3）实验讨论：学生分组讨论实验现象、数据分析和问题解决；（4）实验总结：教师总结实验结果，点评学生表现。

3. 教学评价（1）实验报告评价：检查实验报告的规范性、完整性和准确性；（2）实验操作评价：观察学生的实验操作技能和实验态度；（3）实验讨论评价：评价学生的团队协作精神和问题解决能力；（4）实验总结评价：评价学生的实验创新能力和实验数据处理能力。

四、教学资源1. 教材：选用适合化学专业学生的实验教材；2. 实验器材：实验室应配备齐全的实验器材，包括玻璃仪器、化学试剂、仪器设备等；3. 实验试剂：根据实验需求，准备足够的实验试剂；4. 教学课件：制作实验讲解课件，便于学生理解实验原理和操作步骤；5. 网络资源：利用网络资源，拓展学生知识面，提高教学效果。

第三部分综合设计性实验实验二十八固、液体可燃物燃烧热的测定一、实验目的1.对于液体或不易点燃的固体可燃物设计一至两种实验方法，利用氧弹式量热计测定其燃烧热。

2.测定一种固体与一种液体可燃物的燃烧热。

二、实验原理燃烧热是指1mol物质完全燃烧时所放出的热量。

由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功情况下，摩尔恒容反应热Q vm＝=ΔC U m，摩尔恒压反应热Q pm＝ΔC H m。

在氧弹式量热计中所测燃烧热为Q vm，而一般热化学计算用的值为Q pm，这两者可通过下式进行换算：Q pm＝Q vm＋ΔnRT（28-1）式中：Δn为反应前后生成物与反应物中气体的摩尔数之差；R为摩尔气体常数；T为反应温度(K)。

式中Q vm可直接测定，其计算公式为：m/Mr·Q vm＝W卡ΔT-Q点火丝·m点火丝（28-2）式中的m为被测物的质量（g）；Mr为被测物的分子量；Q vm为被测物的摩尔恒容燃烧热（kJ/mol）；W卡为量热计的水当量（kJ/℃）；ΔT为样品燃烧前后量热计的温度的变化值；Q点火丝为点火丝的燃烧热（若点火丝为镍丝，Q点火丝＝3.245（kJ/g）；m点火丝为点火丝的质量（g）；对于较易挥发的液体可燃物，若进行密封测定燃烧热时，密封物质（如密封胶囊）的燃烧热还应扣除。

m/Mr·Q vm＝W卡ΔT-Q点火丝·m点火丝- m胶囊·Q胶囊（28-3）式中m为待测物的质量（g）；Mr为待测物的分子量。

计算出Q vm再代入公式（1）就可计算出待测物的Q pm。

三、仪器与试剂氧弹式量热计1套；氧气钢瓶及减压阀1只；台称1只；电子天平1台(0.0001g)；SWC—ⅡD精密数字温差仪1台苯甲酸、乙醇、辛烷、煤油、汽油、柴油、煤、石蜡、葡萄糖、蔗糖点火丝、0号医用胶囊。

四、要求1.测定上述一种固体物质与一种液体（其中至少有一种为混合物）的燃烧热。

2.查阅相关资料确定各被测物质的燃烧热(汽油、煤油、柴油、石蜡的燃烧热以45×103kJ/kg为参考值，煤的燃烧热以30×103kJ/kg为参考值)，并确定各被测物的实验用量，列出实验的操作步骤。

实验三 纯液体饱和蒸气压的测定1 目的要求（1）明确气液两相平衡的概念和液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体饱和蒸气压与温度之间的关系。

（2）测定环己烷在不同温度下的饱和蒸气压，并求在实验温度范围内的平均摩尔汽化热。

（3）熟悉和掌握真空泵、恒温槽和气压计的构造和使用。

2 基本原理（1）饱和蒸气压、正常沸点和平均汽化热：液体在密闭的真空容器中蒸发，当液体上方蒸汽的浓度不变时，即气液两相平衡时的压力，称为饱和蒸气压或液体的蒸汽压。

当液体的饱和蒸气压与大气压相等时，液体就会沸腾，此时的温度就叫该液体的正常沸点。

而液体在其它各压力下的沸腾温度称为沸点。

当纯液体与其蒸汽之间建立平衡X (l) X (g) (p,T ) (2.3.1)热力学上可以证明，平衡时p 与T 有如下关系：VS dT dp ∆∆= (2.3.2) 式中 dp 和 dT 表示由纯物质组成的两相始终呈平衡的体系中 p 和 T 的无限小变化；而△S 和△V 系指在恒定的 p 和 T 下由一相转变到另一相时 S 和 V 的变化。

因相变(2.3.1)是恒温恒压可逆过程，△G 为零，故△S 可用△H ／T 代替VT H dT dp ∆∆= （2.3.3） 式(2.3.2)和式(2.3.3)均称为克拉贝龙(Clapeyron)方程式。

当在讨论蒸气压小于101.325kPa 范围内的气液平衡时，可以引进两个合理的假设：一是液-体的摩尔体积V l 与气体的摩尔体积V g 相比可略而不计，则△V ＝V g ；二是蒸气可看成是理想气体，则△H v 与温度无关，在实验温度范围内可视为常数。

由此得到R H pV RT R H T d p d TV H dT dp v g v gv ∆-=⋅∆-=∆=)/1(ln (2.3.4)式(2.3.4)不定积分后得克劳修斯—克拉贝龙(Clausius Clapeyron)方程式C T R H p v +⋅∆-=1303.2lg (2.3.5)式中，p 为液体在温度T (K)时的饱和蒸气压，C 为积分常数。

实验三液体饱和蒸气压的测定一、实验目的及要求1．了解用静态法测定乙醇在不同温度下蒸气压的原理，并学会用图解法求其在所测温度范围内的平均摩尔蒸发热。

2．了解真空泵、恒温槽及气压计的构造并掌握其使用方法。

二、实验原理在一定的温度下，当液体与其蒸气达平衡时蒸气的压力，称为这种液体在该温度下的饱和蒸气压（简称蒸气压）。

液体蒸气压的大小与液体的种类及温度有关，它与温度的关系可用克劳修斯—克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程来表示d ln pΔvap H m───= ──── （1）dT RT 2式中：p为液体在温度T时的饱和蒸气压；T为热力学温度；Δvap H m为温度T时液体的摩尔蒸发热；R为摩尔气体常数。

在温度变化区间不大时，Δvap H m可视为常数，称为平均摩尔蒸发热。

将（1）式积分得Δvap H mlg p= —─────+ C (2)2.303RT式中：C为积分常数。

由（2）式可知，以lg p对1/T作图得一直线，由直线斜率可以求得所测温度范围内的平均摩尔蒸发热Δvap H m。

测定蒸气压的方法有静态法、动态法、饱和气流法等。

本实验采用静态法测定乙醇在不同温度下的蒸气压。

静态法是在一定的温度下，调节外压以平衡液体的蒸气压，求出外压就能直接得到该温度下的饱和蒸气压。

实验装置如图1所示。

图1 测定液体饱和蒸气压装置1. 等压计；2. 搅拌器；3. 温度计；4. 冷阱；5. 低真空测压仪；6. 稳压瓶；7. 接真空泵图2 等位计结构实验时等压计1的A球中盛有被测样品乙醇，U形部分B中也装有乙醇液体，作为封闭液。

实验初始时，A球液面上方充满混合气体（空气与乙醇蒸气），当对系统抽气时，A 球液面上方的混合气体通过封闭液被不断抽走，而A球内液态乙醇不断蒸发补充，使得液面上方混合气体中空气的相对含量越来越少，直至其中的空气被全部驱尽，A球液面上的气体压力就是乙醇的蒸气压力。

当B的两管液面处于同一水平面时，记下压力测量仪上的压差值E，则用大气压力p’减去E值就等于该温度下乙醇的蒸气压p, 即p = p’ - E。

一个简单易行的物理化学综合型实验摘要介绍一个物理化学综合型实验,通过该实验可以了解用电沉积方法制备新材料的基本技术以及高耐蚀性材料的发展现状,掌握镍电极的制备方法及耐蚀性能;了解各种电化学测试技术在探索金属离子电沉积机理和考察金属镀层耐蚀性能上的应用。

实验内容设置新颖且具有较强的探索性,有利于提高学生的综合素质和科研能力。

关键词物理化学电化学实验教学电沉积法耐蚀性材料为适应化学及其相关专业实验教学改革的发展,在物理化学实验课程中增设一些新型的综合设计性实验势在必行。

这些实验需通过学生自己查阅资料来了解实验基本原理,设计实验步骤;然后在老师的指导下进行该类实验的训练,使得学生的独立思考和实际动手能力都有较大的提高。

电化学类综合型实验简单易行,通过新颖设计可以提高实验的探索性和趣味性。

1 实验目的(1)了解高耐蚀性材料的应用价值和发展趋势;(2)了解电沉积技术的基本原理和实验方法;(3)掌握镍电极的制备及其耐蚀性能的表征方法;(4)了解各种电化学测试技术在研究金属离子电沉积机理[1]和考察金属镀层耐蚀性能上的重要作用[2]。

2 实验原理电沉积是指在含有欲镀金属的盐类溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过电解作用使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来的一种制备新型材料的技术。

极化曲线是指当电流流过电极时,电流与电极电势之间的关系曲线。

阴极极化曲线作为比较各种添加剂和外界粒子对电沉积影响的一个定性手段,一直为大家所采用。

从电沉积动力学可知: W = K exp(- b / η 2),式中 W 为晶核形成几率, η 为阴极过电位, K和b 为常数。

由上式可知极化越大,晶核形成几率越大,相应会带来机械性能和光亮度的变化。

电化学阻抗谱方法是控制电极电流(或电势)使之按正弦波规律随时间而变化,同时测量作为其响应的电极电势(或电流)随时间变化规律的一种电化学测量方法[3];其以小振幅的电信号对体系扰动来避免对体系产生大的影响,也使得扰动与体系的响应之间近似呈线性关系使测量结果的数学处理变得简单。