《化学原理与测量II》教学大纲
课程号：13010430T
课程名：化学原理与测量II
英文名：Chemical Principle and Measurement (II)
实验总学时：96 学时
实验周学时： 6学时
开设实验项目数：14
实验课学分：2.5学分
课程性质：专业核心课程
面对院系、专业、年级：化学化工学院强基班三年级本科生，化学化工学院拔尖班和匡亚明学院理科强化班二年级本科生
实验课程地点：基础实验楼甲区1楼
课程负责人：淳远
课程育人目标：
树立学生正确的人生观、价值观和世界观。
课程教学目标：
能够正确阐述化学原理相关物理化学参数的概念，说明其测量原理和方法;
能够灵活运用现代科研技术与方法设计和评价测量方案；
能够合理搭建装置、规范完成实验操作;
具备良好的自主性学习、分析和解决问题的能力;
富于创新意识、勇于探索；
具备实事求是的科学态度和分工协作的团队精神。
教学内容：
1.绪论。明确《化学原理与测量II》实验学习的意义及方法，介绍物化实验室和实验课程内容及学习要求、实验报告的规范书写、卫生安全以及注意事项等等。
2. 液体饱和蒸气压的测定—静态法。采用静态法测定不同温度下异丙醇的饱和蒸气压，图解求出异丙醇的平均摩尔汽化热。掌握等位计、气压计、真空泵、常温控制装置的构造及使用方法。
3. 燃烧热的测定。采用氧弹量热计测量反应物和生成物的燃烧热，从而计算相关化学反应的热效应。掌握燃烧热的测量方法，学会用雷诺图解法校正体系与环境热交换带来的影响。
4. 挥发性双液系T ~x图的绘制。采用回流冷凝法测定不同组成的异丙醇/环己烷溶液的沸点，通过测量折射率的变化确定其气、液相组成，从而绘制挥发性双液系T
x相图。掌握阿贝折射仪、气压计的构造及使用方法。
5.热分析技术(TG/DSC)研究CuSO4.5H2O的脱水过程。采用热重-示差扫描量热仪测定五水硫酸铜的TG/DSC图，并对其脱水过程进行定性定量分析。掌握热分析仪的使用和解析TG/DSC图谱的方法。
6. 电动势的测定及其应用。采用电位差计测定四组电池的电动势，计算溶度积、标准电极电势和未知溶液的pH。掌握对消法测定原电池电动势的原理，熟悉银电极、银－氯化银电极及盐桥的制备方法。
7. 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定。采用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的浓度随时间的变化，通过图解法求二级反应的速率常数及活化能。掌握恒温槽的工作原理和使用方法以及梅特勒-托利多FE30型电导率仪的使用方法。
8. 离子迁移数的测定。采用希托夫法测定Cu2＋及SO42
离子的迁移数和界面移动法测定盐酸溶液中H+迁移数。掌握分光光度计、库仑计的构造及使用方法。
9. 溶液中的吸附作用和界面张力的测定。采用板法测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，求出其表面超量和正丁醇分子横截面积。通过接触角法测量固体表面张力和固液界面张力；掌握表面张力仪和接触角测量仪的构造和使用方法。
10. 固体比表面的测定。以N2为吸附质，通过低温物理吸附手段测定多孔材料的比表面积、介孔分布和微孔分布。掌握全自动比表面及孔隙分析仪的构造和使用方法。
11. 胶体的制备及性质。采用凝聚法制备Fe(OH)3溶胶，通过渗析纯化后，使用显微电泳仪和Zeta电位及粒度分析仪测定溶胶粒子的电动电势和粒度分布。掌握显微电泳仪和Zeta电位及粒度分析仪的构造和使用方法。
12. 黏度法测定高聚物相对分子质量。采用乌氏黏度计测定不同浓度聚乙二醇水溶液的流动速度，图解求出聚乙二醇的黏均分子量。掌握乌氏黏度计的构造及使用方法。
13. X射线衍射法测定晶胞常数-粉末法。采用X射线粉末法测定NaCl、NH4Cl晶体的点阵型式，晶胞常数以及每个晶胞中含正、负离子的个数。掌握 X射线衍射仪的构造、使用方法以及图谱检索的方法。
14. 甲烷生成热和燃烧热的理论计算。利用GaussView建立CH4，O2,CO2,和H2O的分子模型，通过Gaussian软件计算甲烷的生成热和燃烧热。掌握Gaussian软件的应用和理论计算物质热力学性质的方法。
15. 纳米TiO2光催化降解甲基橙。在紫外光照下，以纳米TiO2为催化剂光催化降解甲基橙，经离心分离后，使用紫外分光光度计检测其吸光度，从吸光度随反应时间的变化曲线判断反应级数，并求算速率常数。同时进行暗反应以及不加催化剂的光降解反应进行对比。掌握光化学反应器、紫外分光光度计和离心机的构造及使用方法。
先修课程：
化学实验基础、物理化学或者化学原理
使用教材:
《物理化学实验》. 邱金恒，孙尔康，吴强编，高等教育出版社. 2010
参考资料：
课程网站：https://physchemlab.nju.edu.cn
预习测试系统：http://cheminfo.nju.edu.cn/ChemTest
教学立方：https://teaching.applysquare.com/Home/User/login
书籍文献资料：
1. 孙尔康，徐维清，邱金恒. 物理化学实验. 南京大学出版社.1984.
2. 付献彩、侯文华. 物理化学（第六版）.北京.高等教育出版社.2022.
3. 孙尔康，吴琴媛，周以泉，陆婉芳等.化学实验基础.南京.南京大学出版社.1991.
4. 蔡显鄂，项一非，刘衍光修订.物理化学实验.北京.高等教育出版社.1993.
5. 北京大学化学系物理化学教研室.物理化学实验（修订本）.北京.北京大学出版社.1985.
6. 罗澄源等.物理化学实验（第二版）.北京.高等教育出版社.1984.
7. J.M.怀特著.钱三鸿等译.物理化学实验.北京.人民教育出版社.1981.
8. H.D.克罗克福特等著，郝润蓉等译.物理化学实验.北京.人民教育出版社.1981.
9. F. Daniels, Experimental physical chemistry, 7th ed. McGraw-Hill，New York.1970.
其他信息：
1. 本课程是《物理化学实验》和《仪器分析实验》融合构建的新课程《化学原理与测量》中第二部分内容，针对已修《物理化学》或者《化学原理》课程的化院强基班、拔尖班和匡院理科强化班本科生，教学内容以物理化学中的热力学、动力学、电化学、胶体与表面化学实验为主，突出化学原理的测量。
2. 进入实验室以前必须先通过网上安全测试。
3. 本实验实施“验证/探索两段式”教学，课前需进入“物理化学基础实验室”网站和教学立方，观看相关实验项目实验操作视频，了解操作过程，并下载相关补充资料；认真预习实验内容并按照相关格式写好预习报告，设计出探索初步方案。
4 实验前需要进入线上预习测试系统，完成相关实验测试答题。