物理化学实验培训指导

实验１ 液相反应实验平衡常数的测定一、 目的和要求1、利用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫氰酸根离子生成硫氰合铁离子液相反应的实验 平衡常数。

2、通过实验了解实验平衡常数的数值不因反应物初始浓度不同而变化。

二、 基本原理铁离子与硫氰酸根离子在溶液中可生成一系列的络离子，并共存于同一的平衡体系中，但当铁离子与硫氰酸根离子的浓度很低时，只有如下的反应：3+-2+Fe SCN FeSCN +即反应被控制在仅仅生成最简单的FeSCN 2+络离子。

其平衡常数表示为：23FeSCN Fe SCN c c K c c ++-=通过实验和计算可以看出，在同一温度下，改变铁离子（或硫氰酸根离子）浓度时，溶液的颜色改变，平衡发生移动，但平衡常数c K 保持不变。

根据朗伯—比尔定律可知吸光度与溶液浓度成正比。

因此，可借助于分光光度计测定其吸光度，从而计算出平衡时硫氰合铁离子的浓度以及铁离子和硫氰酸根离子的浓度，进而求出该反应的平衡常数c K 。

三、 仪器和试剂7220型分光光度计，50mL 烧杯4个；50mL 锥角瓶2个；10mL 移液管6支。

4410-⨯mol·L -1的NH 4SCN 溶液；1110-⨯ mol·L -1、2110-⨯mol·L -1的FeCl 3溶液。

四 、实验步骤1、不同浓度试样的配制取4个50mL 的烧杯，编成1、2、3、4号。

用移液管向编号的烧杯中各注入5mL 4410-⨯mol ·L -1的NH 4SCN 溶液。

另取四种各不相同的FeCl 3溶液各5mL 分别注入各编号的烧杯中。

使体系中SCN -离子的初始浓度与Fe 3+离子的初始浓度达到下表所示的数值。

为此，可按以下步骤配制不同浓度的Fe 3+离子溶液： 在1号烧杯中直接注入5mL 1110-⨯mol·L -1的Fe 3+离子溶液； 在2号烧杯中直接注入5mL 2110-⨯mol·L -1的Fe 3+离子溶液；取50mL 锥形瓶1个，注入10mL 2110-⨯mol·L -1的Fe 3+离子溶液，然后加纯水10mL 稀释，取出稀释液（Fe 3+离子浓度3510-⨯mol·L -1）5mL 加到3号烧杯中。

《物理化学实验》课程教学大纲
课程代码： ABCL0108
课程中文名称: 物理化学实验
课程英文名称：Physical Chemistry Experimentation
课程学分数：1学分
课程学时数：16学时
授课对象：材料化学、无机非金属材料、材料物理、应用物理、环境工程
本课程的前导课程：无机化学实验，分析化学实验
一、实验课程简介
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系人手来探求化学变化基本规律的一门学科。

作为化学学科的一个分支，它主要是探讨和解决：化学变化的方向和限度问题、化学反应速度和机理问题，物理化学实验是物理化学课程的重要补充，是研究物质的物理化学性质、化学反应和相关过程规律的基本手段。

通过本课程的学习，使学生能比较系统地掌握物理化学实验方法和技术，增强学生的实验操作能力，培养其综合分析问题和解决问题的能力。

为了使学生做好每一个实验，并达到培养实事求是、严肃认真的科学作风以及培养能力和素质的目的，要求学生做到以下几点：
（1）学生在实验前要充分预习，了解实验目的、原理、仪器使用方法和实验操作过程，做到心中有数，在预习的基础上写出预习报告，其内容包括：实验目的和原理，简单的实验步骤，原始数据记录表格。

（2）记录实验数据和现象必须忠实、准确，不能随意涂抹数据，数据记录要表格化，字迹要整齐、清楚，保持一个良好的记录习惯是物理化学实验的基本要求之一。

（3）认真写出实验报告是本课程的基本训练。

它将使学生在实验数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和提高。

实验报告的质量，在很大程度上反映了学生的实际水平和能力。

二、实验项目的设置与要求
（一）实验安排。

实超级恒温水浴与其性能测定一、实验目的1.了解超级恒温水浴的构造及恒温原理，初步掌握超级恒温水浴的装配、调节和使用。

2.绘制超级恒温水浴的灵敏度曲线（温度—时间曲线）。

二、实验原理在科学研究及物理化学实验中所测的数据，如折射率、粘度、表面张力、电导、化学反应速率常数等都与温度有关，因此须在恒温条件下测定。

恒温就是使温度在很小范围（实验室内一般为±0.1℃）内波动。

通常用超级恒温水浴来控制温度维持恒温。

要使恒温设备维持在高于室温的某一温度，就必须不断地补充一定的热量，使由于散热等原因所引起的热损失得到了补偿。

不锈钢水浴箱、温度传感器、控温机箱（常用电子继电器）、电子加热器、搅拌器等组成。

其装置示意图如图1所示超级恒温水浴之所以能恒温，主要是靠温度传感器，温度控制器和电加热器三个部件配合工作达到。

当超级恒温水浴因对外散热而使水温低于设定值时，温度控制器就驱使加热器工作，使温度上升；当温度升高到设定值时，温控器又使加热器停止加热。

这样，就使槽温维持在所需要恒定的温度。

通常用超级恒温水浴灵敏度来衡量恒温精度。

超级恒温水浴灵敏度的测定是在指定温度下，观察温度波动情况，记录温度随时间的变化，其表示式如下：122F t tt C -=±式中：t 1—记录的最高温度t 2—记录的最低温度若已多次观测的温度值为纵坐标，以时间为横坐标，绘成温度—时间曲线即为在该指定温度下的灵敏度曲线。

三、仪器和药品1.不锈钢水浴箱1台2.控温机箱1台3.温度传感器1个 四、实验步骤1.向不锈钢缸（1）内注入其容积2/3~3/4的自来水，水位高度大约230mm （可根据实际需要而定），将温度传感器（5）插入不锈钢缸盖中间预置孔内（中间），另一端与控温机箱（2）后面板传感器插座（21）相连接。

2.用配备的电源线将市电AC220V 与控温机箱后面板电源插座（20）相连接。

先将加热器电源开关（8）、搅拌器开关（7）置于OFF 位置，后按下电源开关（9），此时显示器和指示灯均有显示。

《物理化学》学习辅导材料之一物理化学学习指导书（《物理化学》备课组，2006.10.）编者的话：为了更好地帮助同学复习巩固所学的基本概念、基本理论和基本知识，我们选编了一些“复习思考题”供同学们选作，请同学们发现问题后及时向我们提出来，对于不够完善之处今后将逐步完善，对于错误之处将予以修正。

热力学一、判断题：1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也不变。

( )2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。

（）3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。

( )4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。

( )5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。

（）6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。

（）7、隔离系统的热力学能是守恒的。

（）8、隔离系统的熵是守恒的。

（）9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。

（）10、绝热过程都是定熵过程。

（）11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。

（）12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。

（）13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。

（）14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。

（）15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’> G和 G<0，则此状态变化一定能发生。

（）16、绝热不可逆膨胀过程中 S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中 S <0。

（）17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。

( )18、可逆的化学反应就是可逆过程。

( )19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。

( )20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。

初中直播物理化学实验教案
适用对象：初中生
教学目标：
1. 了解物理化学实验的基本原理和方法。

2. 掌握常见的物理化学实验操作技能。

3. 提高实验操作的准确性和实验数据的记录能力。

教学内容：
本次实验将进行“酸碱中和反应”的实验，学生将通过观察颜色变化来判断中和反应的结束点。

实验材料：
1. 酸性溶液（盐酸）
2. 碱性溶液（氢氧化钠）
3. 酚酞指示剂
4. 玻璃烧杯
5. 漏斗
6. 搅拌棒
实验步骤：
1. 在两个玻璃烧杯中分别倒入适量的酸性溶液和碱性溶液。

2. 在另一个玻璃烧杯中倒入少量的酚酞指示剂。

3. 将漏斗放在酚酞指示剂玻璃烧杯上，将碱性溶液缓缓滴入酚酞指示剂中，直至颜色发生变化。

4. 记录滴加碱性溶液的体积，确定中和反应的结束点。

实验注意事项：
1. 实验过程中要小心操作，避免溶液溅到皮肤或衣物上。

2. 碱性溶液滴加过程要缓慢，以免超出中和点。

3. 注意记录实验数据，及时观察颜色变化。

实验讨论：
1. 实验中观察到的颜色变化是什么原因引起的？
2. 酸碱中和反应的化学方程式是怎样的？
3. 什么情况下会产生中和反应？
实验延伸：
学生可尝试不同浓度的酸性溶液和碱性溶液进行实验，观察中和反应的速度和颜色变化的差异。

实验总结：
通过本次实验，学生了解了酸碱中和反应的基本原理和方法，提高了实验操作技能和实验数据记录能力。

学生在实验中要注意安全操作，加强实验讨论和延伸，更好地理解物理化学实验的意义和方法。

物理化学实验讲义一、物理化学实验的重要性物理化学实验是物理化学学科的重要组成部分，它不仅能够帮助我们验证和巩固物理化学的基本理论，更能培养我们的实践能力、创新思维和科学素养。

通过亲自动手操作实验，我们可以更直观地理解抽象的概念和复杂的原理，感受物理化学在实际中的应用和价值。

二、实验前的准备工作在进行物理化学实验之前，做好充分的准备工作是至关重要的。

首先，要认真预习实验内容，了解实验目的、原理、步骤和注意事项。

仔细阅读实验教材和相关的参考资料，对于不清楚的地方要及时向老师或同学请教。

其次，要熟悉实验仪器的使用方法和性能。

在实验室中，我们会用到各种各样的仪器设备，如温度计、压力计、分光光度计等。

只有掌握了它们的正确使用方法，才能保证实验的顺利进行和数据的准确性。

另外，还要准备好实验所需的药品和材料，并确保其质量和纯度符合实验要求。

三、实验安全注意事项安全是进行物理化学实验的首要前提。

在实验过程中，我们可能会接触到一些危险的化学药品和高温、高压等危险因素，如果不注意安全，就可能会造成严重的后果。

因此，必须严格遵守实验室的安全规定。

进入实验室要穿戴好实验服、手套和护目镜等防护用品。

在使用化学药品时，要注意其毒性、腐蚀性和易燃性等特性，避免直接接触和误食。

对于易燃、易爆的药品要远离火源，并在通风良好的环境中使用。

在进行高温、高压实验时，要严格按照操作规程进行操作，防止发生爆炸等事故。

实验结束后，要及时清理实验台面，妥善处理废弃物和剩余药品。

四、常见的物理化学实验（一）燃烧热的测定燃烧热是指 1 摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。

通过测定物质的燃烧热，可以了解物质的能量变化和化学稳定性。

在这个实验中，我们通常使用氧弹量热计来测量物质的燃烧热。

实验时，将待测物质放入氧弹中，充入氧气，然后在一定的条件下使其燃烧。

通过测量燃烧前后体系的温度变化，结合仪器的热容和其他相关参数，就可以计算出物质的燃烧热。

（二）凝固点降低法测定摩尔质量当一种溶质溶解在溶剂中时，溶液的凝固点会低于纯溶剂的凝固点。

高校物理化学实验操作规程及注意事项一、实验室准备工作在进行物理化学实验之前，要做好充分的实验室准备工作。

首先，检查实验室的仪器设备是否完好，并确保其安全可靠。

其次，清洁实验室，并保持良好的通风状况。

同时，按照实验要求准备好所需的试剂和溶液。

二、实验前的注意事项1. 实验前要认真阅读实验指导书，了解实验目的、步骤和注意事项。

2. 穿戴必要的实验用品，包括实验服、手套、护目镜等。

3. 针对具体实验，做好安全措施的准备，如备好消防器材、紧急救护设备等。

4. 在进行具有一定危险性的实验时，要提前做好实验应急预案。

三、实验操作规程1. 实验操作前，应将实验器材摆放整齐，确保实验平台清洁整齐，方便操作。

2. 实验中要严格按照实验步骤进行操作，不可随意更改或省略。

3. 实验时要注意保持实验器材的清洁，并根据实验要求及时清洗。

4. 在操作过程中，要注意力度和速度的控制，避免产生不必要的飞溅、溅射等危险。

5. 在进行反应实验时，要注意控制温度、压力等条件，确保实验结果的准确性。

6. 实验结束后，要注意关闭仪器设备，清洁实验平台，并将废弃物妥善处理。

四、实验安全注意事项1. 在实验操作过程中，要严格遵守安全规定，禁止抽烟、饮食或进行其他危险行为。

2. 对于易燃、易爆、有毒、有害的物品，要储存、操作和处理时格外小心。

3. 遇到实验意外事故时，应立即采取紧急救护措施，并及时向实验室管理人员报告。

4. 不懂或不熟悉的操作方法，应向实验室老师或实验室工作人员咨询，不可擅自操作。

5. 在实验操作过程中，应注意实验场地的整洁，避免杂物堆积，保持通道畅通。

五、实验故障处理1. 在实验操作中遇到故障时，应及时停止操作，并向实验室管理人员寻求帮助。

2. 对于仪器设备出现故障的情况，要及时报修或联系专业人员进行检修。

3. 在处理故障时，应注意遵守安全操作规程，防止二次事故的发生。

六、实验后的清理工作1. 实验结束后，要将实验设备归位，并及时进行清理工作。

《物理化学》实验（实训）指导书制定人：职业学院《物理化学实验》课程教学大纲课程名称：物理化学实验课程总学时：128 实验学时：38本大纲主撰写人：开课单位（系部）：一、实验教学目标与基本要求物理化学实验是石油化工、应用化学等专业的一门重要的必修基础课程。

《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开设的实验课程，是化学类专业的必修基础课程。

其目的主要是使学生了解物理化学的基本实验方法和研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和数据处理的技能，加深理解并掌握物理化学的基本知识和原理。

通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，为学生今后从事化学研究或相关领域的科学研究和技术开发工作打下扎实的基础。

本课程以实践环节为主，它由技术讲座、基础性实验两个部分组成。

讲座内容包括课程的学习方法、安全防护、数据处理、报告书写和实验设计思想等。

实验部分介绍相应的研究方法和实验技术，常见物理量（如：温度、压力、电势等）的测量，要求学生进行实际操作训练。

实验包括热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等方面的内容，以及物理化学的重要实验方法和技术，由此使学生得到全面的基础训练，应达到下列要求：1. 使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能。

2. 学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录、实验条件的判断和选择、实验数据的测量和处理、实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法。

3. 了解常用仪器的构造、原理及其使用方法，了解近代大型仪器的性能及其在物理化学中的应用。

4.在上述基础上，达到巩固并加深对物理化学基本原理和概念的理解、增强解决实际化学问题的能力之目的。

5.在实验的全过程中，培养学生勤奋学习、求真、求实的科学品德，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。

实验94 步冷曲线法绘制Sn-Bi二元合金相图实验概述二元合金的熔点~组成相图可用不同组成合金的冷却曲线求得。

将一种合金或金属熔融后，使之逐渐冷却，每隔一定时间记录一次温度，这种表示温度~时间的关系曲线称为冷却曲线或步冷曲线。

当熔融体系在均匀冷却过程中不发生相的变化，其温度将随时间连续均匀下降，这时会得到一条平滑的冷却曲线；如在冷却过程中发生了相变，则因放出相变热而使热损失有所抵偿，冷却曲线就会出现转折点或水平线段。

转折点所对应的温度，即为该组成合金的相变温度。

如以横轴表示混合物的组成，纵轴上标出开始出现相变的温度，把这些转折点所对应的温度连接起来，就可以绘制出二元合金相图。

对于简单的低共熔二元体系（如Bi-Cd合金），具有图94.1所示的的冷却曲线和相图。

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。

本实验测绘的Sn~Bi二元合金相图不属于简单低共熔体系, 当含Sn 含量在85% 以上即出现固熔体。

因此，为了简单起见，本实验不能作出完整的相图。

图94.1 Bi-Cd 合金冷即曲线及其相图实验目的1．了解热分析法测量技术与热电偶测量温度的方法；2．用热分析法绘制Sn~Bi二元合金相图。

实验器材1．仪器：热电偶，加热炉，记录仪，调压器，电炉，250mL烧杯。

2．试剂：Sn（s），Bi（s），固体石蜡。

实验方法1．配制样品：用感量为0.1 g的台天平分别配制含Bi量分别为30%、58%、80%的混合物各100 g，另外称100 g纯Bi，100 g纯Sn，分别放入5个样品管中。

2．安装与调整自动记录仪：（见图94.2)。

图94.2 冷却曲线测定装置3．测定被研究体系的步冷曲线：依次测纯Bi、含Bi 30%、58%、80%的混合物及纯Sn 的冷却曲线。

方法如下：将样品管放在加热电炉中，让样品熔化（在样品上方覆盖一层石蜡，以防止样品氧化）。

同时将热电偶的热端（连玻璃套管，见图94.2）插入样品管中。