化学专业《物理化学实验》题目及内容与实验操作的基本要求.docx

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化学专业《物理化学实验》题目及内容与实验操作的基本要求

化学专业《物理化学实验》题目及内容与实验操作的基本要求

　　实验一恒温槽恒温性能的测试

　　实验内容：

让学生观察玻璃恒温水浴或超级恒温槽，将恒温槽的温度分别调节到25℃、28℃、30℃、32℃等几个指定温度，最后在35℃时用贝克曼温度计测定温度—时间曲线。

　　基本要求：

　　1、了解恒温槽的基本构造和恒温原理

　　2、掌握接触温度计的使用及恒温操作技术

　　3、学会恒温槽灵敏度曲线的绘制及分析恒温槽恒温性能的优劣

4、学会贝克曼温度计的使用方法

实验二燃烧焓的测定

　　实验内容：

用苯甲酸作标准样品标定氧弹量热计的热容，再用此量热计测定萘的燃烧焓。

　　基本要求：

　　1、了解氧弹量热法的实验原理

　　2、学会雷诺校正图的校正方法

3、分析产生误差的原因

实验三液体饱和蒸气压的测定

　　实验内容：

用静态法测定液体（乙醇或水）几个不同温度下的蒸气压，作lgp～直线，由直线的斜率求出液体的摩尔气化焓。

　　基本要求：

　　1、掌握蒸气压测定的实验原理

　　2、学会蒸气压的测量技术和压力计的使用

　　3、学会图解法求摩尔气化焓

实验四双液系气液平衡相图

　　实验内容：

测定异丙醇——环己烷（也可以是其它体系）二组分的气液相图，体系的组成通过测定折射率求得。

　　基本要求：

　　1、掌握双液系气液平衡相图绘制的实验原理

2、掌握阿贝折射仪的使用方法

实验五金属相图

　　实验内容：

用热分析法测定步冷曲线绘制Sn—pb（也可以是其它体系）的二组分固液体系相图。

　　基本要求：

　　1、了解热分析法绘制合金体系相图的实验原理

2、学会实验操作技术和分析步冷曲线的平阶和拐点及过冷现象等。

实验六蔗糖水解反应速率常数的测定

　　实验内容：

用旋光仪测定蔗糖水解过程中旋光度随时间的变化关系。

　　基本要求：

　　1、掌握测定反应速率的实验原理及一级反应的特点

　　2、学会旋光仪的使用方法

3、掌握图解法求反应速率常数的方法

实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

　　实验内容：

用电导仪测定乙酸乙酯和氢氧化钠分别在25℃和35℃反应过程中电导随时间的变化关系。

　　基本要求：

　　1、掌握电导法测定反应速率常数的实验原理

　　2、学会电导率仪的使用方法

3、掌握图解法求反应速率常数的方法

实验八电导法测定弱电解质的解离平衡常数

　　实验内容：

用惠斯登电桥或电导率仪测定醋酸水溶液的电导。

　　基本要求：

　　1、掌握惠斯登电桥法测定电导的原理

　　2、学会实验测量的操作技术

3、了解电导测定的应用

实验九电极制备及电池电动势的测定

　　实验内容：

用电位差计分别测定铜—锌电池、锌—甘汞电池和铜—甘汞电池的电动势。

　　基本要求：

　　1、学会电极的制备和电动势测量的实验方法（对消法）。

2、学会线路的连接及电位差计的使用方法。

实验十最大泡压法测定液体表面张力

　　实验内容：

用表面张力仪测定水的表面张力，求出仪器常数，再测定一系列不同浓度乙醇水溶液的表面张力，作表面张力与浓度的关系图，并求出各浓度下的吸附量。

　　基本要求：

　　1、掌握最大泡压法测定液体表面张力的实验方法。

2、学会表面张力仪的使用方法。

实验十一偶极矩的测定

　　实验内容：

用小型电容仪测定乙酸乙酯—四氯化碳溶液的电容，通过计算得到四氯化碳的永久偶极矩。

　　基本要求：

　　1、掌握偶极矩测定的实验原理。

　　2、学会小型电容仪的使用方法。

3、学会由表面张力的实验数据求分子的截面积及吸附层的厚度。

实验十二磁化率的测定

　　实验内容：

用古埃磁天平分别测定顺磁性FeSO4?

7H2O和逆磁性K4Fe（CN）6?

3H2O的磁化率。

　　基本要求：

　　1、掌握磁化率测定的实验原理

　　2、学会古埃磁天平的使用方法

学员应在一周左右的实验操作教学时间内，选做完成以上任意7个实验题目的实践操作任务。

化学专业《综合化学实验》题目及内容与实验操作的基本要求：

实验题目1煤气灯的使用、玻璃管（棒）加工和塞子钻孔

　　实验内容和操作基本要求：

（1）了解煤气灯的构造和原理，掌握正确的使用方法。

（2）练习玻璃管（棒）的截断、弯曲、拉细、熔烧等操作。

（3）练习塞子的钻孔等基本操作。

实验题目2熔点和沸点的测定

　　实验内容和操作基本要求：

（1）学习和掌握毛细管法测定熔点的原理和方法。

（2）了解和学习微量法测定液态化合物沸点的原理和方法。

（3）通过熔点管和沸点管得制作，巩固玻璃细工的操作技术。

实验题目3硫酸亚铁胺的制备

　　实验内容：

　　铁屑或铁粉与稀硫酸作用生成硫酸亚铁，然后按铁的理论量，将等物质的量的硫酸铵固体加入到硫酸亚铁溶液中，溶解后，溶液经加热浓缩，冷至室温便析出硫酸亚铁铵复盐。

　　基本要求：

（1）学习制备金属盐类（简单盐和复盐）的一种基本方法。

（2）掌握水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作。

实验题目4二氧化碳相对分子质量的测定

　　实验内容：

　　在启普发生器中由盐酸和石灰石（主要成分是CaCO3）作用制得二氧化碳，经过净化和干燥处理，得到纯净的二氧化碳气体。

分别称量集气瓶中水、空气、二氧化碳质量，经数据处理，得到二氧化碳的分子量。

　　基本要求：

（1）学习和理解理想气体状态方程式和阿佛加德罗定律。

（2）学习启普发生器的使用，了解气体净化和干燥的原理和方法。

　　（3）学习误差和分析数据的处理。

　　实验题目5摩尔气体常数的测定　

　　实验内容：

　　将已知准确质量的单质铝与过量的稀硫酸反应，在一定压力和温度下，用排水集气法收集反应所生成的氢气，测得其体积，便可求得氢气的物质的量，根据气体状态方程，从而得到摩尔气体常数R值。

　　基本要求：

（1）了解一种测定摩尔气体常数R的原理和方法。

（2）熟练分压定律与气体状态方程式的计算。

（3）学习气体体积的测量技术。

实验题目6碳酸钠的制备及CO32-含量的测定　

　　实验内容：

　　以NaCl和NH4HCO3为原料制备Na2CO3：

　　NaCl+NH4HCO3=NaHCO3?

+NH4Cl

　　2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

　　将第一个反应温度控制在30～35℃，析出NaHCO3晶体。

经过滤、洗涤和干燥即可得到NaHCO3晶体。

灼烧分解NaHCO3，其产物就是Na2CO3。

通过酸碱滴定分析测定产物中CO32-的含量。

　　基本要求：

（1）通过实验了解联合制碱法的反应原理。

（2）学会利用各种盐类溶解度的差异并通过水溶液中离子反应来制备一种盐的方法。

（3）掌握CO32-含量的测定方法。

实验题目7三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备和组成测定

　　实验内容：

　　以铁（Ⅱ）盐为起始原料，通过氧化还原、沉淀、酸碱、配位反应等多步转化，最后制得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾K3[Fe（C2O4）3]?

3H2O。

用重量分析法测定结晶水含量，用高锰酸钾法测定草酸根含量和铁含量，配合物减去结晶水、C2O42-、Fe3+的含量后即为K+的含量。

根据配合物各组分的含量，推算确定其化学式。

　　基本要求：

（1）了解三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备方法，掌握水溶液中制备无机物的一般方法。

（2）掌握确定化合物组成的基本原理和方法。

　　（3）理解制备过程中化学平衡原理的应用，练习溶解、沉淀和沉淀洗涤、过滤、浓缩、蒸发结晶等基本操作

（4）学习高锰酸钾标准溶液的配制、标定方法及其在定量分析中的应用。

实验题目8乙酸乙酯的制备

　　实验内容：

　　以浓硫酸为催化剂，加热回流冰醋酸与无水乙醇的混合物，使其达平衡后再分离生成乙酸乙酯。

　　基本要求：

（1）学习用乙酸与乙醇制备乙酸乙酯的原理和方法。

（2）熟练蒸馏、分液漏斗的使用及有机液体洗涤、干燥等基本操作。

实验题目9环己烯的制备

　　实验内容：

　　以浓磷酸作脱水剂用环己醇来制备环己烯。

　　基本要求：

（1）学习磷酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法；

（2）学习分溜和折光率的测定等操作。

实验题目10己二酸的制备

　　实验内容：

　　用硝酸氧化环己醇法制备己二酸。

　　基本要求：

（1）学习环己醇氧化制备己二酸的原理和实验方法。

（2）巩固重结晶、熔点测定等操作。

　　学员应在一周左右的实验操作教学时间内，完成以上任意7个实验题目的实践操作任务。

物理专业《近代物理实验》题目及内容与实验操作的基本要求：

实验一氢、氘原子光谱（6学时）

　　实验目的：

通过本实验，使学生了解谱线波长的一般测量方法，通过测量氢、氘原子谱线的波长，计算氢、氘的原子核质量比，掌握平面光栅摄谱仪的原理和使用方法。

　　实验内容：

用平面光栅摄谱仪拍摄一张氢、氘原子光谱底版，用线性插值法测出氢、氘原子光谱巴尔末线系的前三条谱线的波长，利用巴尔末公式求出对应的里德伯常数，计算氢与氘原子核质量比。

　　实验二塞曼效应（6学时）

　　实验目的：

利用F-P标准具观察和拍摄汞的546.1nm谱线的塞曼分裂，使学生了解塞曼效应现象，并利用拍摄到的塞曼分裂底版测出塞曼分裂的最小波长差，计算出电子的荷质比。

　　实验内容：

利用F-P标准具观察和拍摄汞的546.1nm谱线的塞曼分裂的横向和纵向效应，利用已拍好的底版，在光谱投影仪上测出所需要的干涉圆环的直径，算出分裂的波长差和电子的荷质比。

　　实验三双原子分子光谱（12学时）

　　实验目的：

是通过拍摄双原子分子的电子一振动光谱，来了解分子光谱的特点，测量各顺序谱带组的带头波长，计算分子的振动频率、非筒谐性常数和分子振动力常数等。

　　实验内容：

拍摄双原子分子的电子一振动光谱，测出每个顺序带组的第一个谱带带头的波长（用线性插值法），并换算成波数。

计算分子的振动频率、非筒谐性常数和分子振动力常数等。

　　实验四　核磁共振（8学时）

　　实验目的：

了解核磁共振现象及原理，掌握核磁共振的物理思想和实验设计思想，学习根据实验原理设计实验的技能。

　　实验内容：

学会利用核磁共振法测磁场和F19的磁矩；学生自行设计射频段的电子自旋共振实验。

　　实验五　微波测试系统的调试与微波基本测量实验（6学时）

　　实验目的：

学习微波的基本知识；掌握常用的微波元器件的原理及使用知识；了解体效应振荡器的原理并掌握其使用方法；学会微波基本测量技术。

　　实验内容：

1.了解微波测试系统的组成及调试方法；

2.了解体效应振荡器的工作原理并掌握其使用方法；

3.掌握微波功率和频率的测量方法；

4.掌握微波波导波长λg、驻波比ρ等的测量方法。

　　实验六微波技术应用实验（10学时）

　　实验目的：

了解关于微波谐振腔的理论；通过谐振腔法动态测量介电常数了解微波非电量检测的基本原理；通过微波段电子自旋共振实验的设计学会综合利用微波及磁共振实验的相关知识设计综合性实验。

　　实验内容：

用谐振腔法动态测量介电常数并观察电介质对电、磁场的影响;自行设计微波段的电子自旋共振实验并测量g因子。

　　实验七　盖革－弥勒计数及核衰变的统计规律（6学时）

　　实验目的：

通过本实验使学生了解、掌握物理实验中常用的基本测量仪器－－盖革－弥勒计数器的原理及性能，实际测量各特性参数，学会使用该仪器进行实际测量；测绘出核衰变计数的频率直方图，加深理解核衰变的统计规律；初步了解并学会统计误差规律及其表示方法。

　　实验内容：

1.测坪曲线：

调整定标哭器，寻找起始电压，测出每增一定电压的计数率，由实验数据画出坪曲线，算出坪长、坪斜，标出起始电压，选出工作点。

　　　　　　　2.验证核衰变所遵从的统计规律，测出一定时间内的计数，算出平均值及标准偏差，画出频率直方图。

　　实验八　闪耀γ能谱测量（6学时）

　　实验目的：

通过本实验使学生学会使用核物理测量中的一种探测器－－闪耀探测器，了解配合能谱测量时闪耀探头的电压调整和单道γ能谱仪的原理及使用方法，并学会测量γ能谱。

　　实验内容：

用示波器跟踪检查信号大小γ射线脉冲信号波形，放上137CS放射源，每增0.V阈值测放射源计数，做出137CS能谱图，求出谱仪的能量分辩率放上60CO源，测60CO源的两种γ线的光电峰，改放137CS源，测此条件下γ线的光电峰，作出能量刻度曲线。

　　实验九　符合测量（12学时）

　　实验目的：

本实验是在做完“闪耀γ能谱测量”之后开设的一个综合　性实验。

通过本实验使学生了解并掌握符合测量的原理，学会调整符合测量的实验装置，跟踪观察各级波形及时间关系，使系统达到最佳符合状态，学习测量符合分辨时间，并实测60CO源的活度。

　　实验内容：

按图联接实验仪器，用示波器观察各级输出信号；用脉冲信号发生器输入标准脉冲信号，用延迟符合曲线法测出该装置电子学分开时间；放上60CO源，调整输入信号大小，用延迟符合曲线法测出该装置物理分开时间；之后调整仪器到最佳符合状态，测出60CO源的放射性活度.

　　实验十　真空镀膜（6学时）

　　实验目的：

通过本实验，使学生掌握真空蒸发镀膜的原理和操作方法；熟悉金属和玻璃片的一般清洗技术；了解薄膜厚度的光学干涉法测量方法。

　　实验内容：

安装好被镀物的蒸发物，操作真空系统以达到镀膜所需要的真空度，操作镀膜电控系统进行镀膜，测量被镀件的膜厚。

　　实验十一　高真空的获得与测量及真空计校准（6学时）

　　实验目的：

通过本实验使学生掌握高真空获得与测量所用仪器设备的基本原理和使用方法;熟悉静态膨胀法校准热偶真空计系统的结构、原理与操作方法;了解真空技术的基本知识和基本技能.

　　实验内容：

在对V抽气过程中,用高频火花检漏器检漏，粗略绘出抽V1全过程中（10帕开始）的p～t抽气曲线，同时观察对V1进行加热烘烤时,固体表面放出气体使系统真空度下降的现象，测待校热偶规管的加热电流，精细绘出G1热偶真空计的p1～V校准曲线。

　　实验十二　偶氮染料掺杂聚合物薄膜的可擦除光信息存储（12学时）

　　实验目的：

通过本实验使学生了解偶氮染料的结构与特征，掌握偶氮类染料的光存储机制和光信号的采集及数据处理方法。

　　实验内容：

调整好光路，观察光信号的存储和擦除过程；选取不同的写入光功率和读出光功率，利用CCD分别采集几组衍射信号的数值，并对其进行数据处理，最后作出衍射信号随时间的变化曲线（光栅生长曲线）；用同样的方法作出光栅擦除曲线。

　　实验十三　偶氮染料掺杂聚合物薄膜的光致双折射（12学时）

　　实验目的：

通过本实验使学生进一步了解偶氮类染料的特点，掌握光致双折射的原理和信号的采集及处理方法。

　　实验内容：

学生自己设计实验光路和实验步骤；按自己设计的光路图调整好光路，观察光致双折射现象，并研究哪些实验条件会对该信号产生影响；利用CCD测出不同条件下双折射信号的大小，并对其进行数据处理、绘出与其对应的曲线。

　　实验十四　低温下电阻与温度的关系（6学时）

　　实验目的：

通过本实验使学生了解金属导体电阻随温度变化的原理及实验装置结构，掌握温度梯度的获得方法、待测电阻的测试方法及温度的测试方法.

　　实验内容：

　　1.根据给定设备设计本实验的测试电路。

　　2.测试三组以上不同温度下待测电阻的电压值，计算出电阻值，同时测出此时对应的温度值。

　　3.绘出电阻与温度的关系曲线.

　　实验十五　低温下温度计的定标

　　实验目的：

通过本实验使学生掌握所标定的温度计的工作原理及标定温度计的实验原理和方法；掌握热电偶温度计的标定方法及实验设备的工作原理。

　　实验内容：

　　1.通过加液氮装置获得77K低温环境，通过加热电器使温度发生变化。

　　2.测试不同温度下温度和电位差之间的关系数据。

　　3.根据所测数据，绘出热电偶电动势随温度变化曲线（即标定曲线）。

　　学员应在一周左右的实验操作教学时间内，根据学校提供的实验题目选择完成7个实验题目的实践操作任务。