《物理化学实验 I(A)》教学大纲
课程号：13010120A
课程名：物理化学实验 I(A)
英文名：Physical Chemistry Experiments (A)
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：3学分
课程性质：专业核心课程
面对院系、专业、年级：化学化工学院化学、化学生物学、应用化学专业三年级本科生
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.。 明确物理化学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。
2. 液体饱和蒸气压的测定—静态法。采用静态法在不同温度下测定异丙醇的饱和蒸气压，图解求出异丙醇的平均摩尔汽化热，掌握等位计的构造及测定饱和蒸气压的原理。熟练运用气压计、真空泵及恒温控制技术。
3. 燃烧热的测定。采用氧弹量热计测量化学反应反应物和生成物的燃烧热，从而计算反应的热效应。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。掌握绘制相图的一种方法和阿贝折射仪构造及使用方法。
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。学会银电极、银－氯化银电极及盐桥的制备方法，掌握对消法测定电动势的原理方法。探索实验条件变化带来的影响。
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电导率仪的使用方法。
8. 离子迁移数的测定。采用希托夫法和界面移动法分别测定Cu2＋及H+离子的迁移数。了解电解质溶液的电学性质和迁移数的概念，掌握希托夫法和界面移动法测定离子迁移数的原理和实验方法。
9. 溶液中的吸附作用和表面张力的测定。采用最大气泡法和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。掌握测定表面张力的两种方法，熟悉表面现象中基本公式。
10. 固体比表面的测定。以N2为吸附质，通过全自动比表面及孔隙分析仪测定多孔材料的比表面积和孔分布。掌握BET法测定固体比表面的基本原理和方法。
11. 胶体的制备及其性质。采用凝聚法制备Fe(OH)3溶胶，并通过显微电泳仪和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。掌握溶胶的制备，纯化方法并了解其电学性质。
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。掌握一种测定高聚物分子量的方法以及乌氏黏度计的特点及使用方法。
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，了解X射线衍射仪的结构及掌握使用方法。掌握一种软件数据库检索的方法。
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，进而计算出甲烷的生成热和燃烧热。初步掌握Gaussian软件的应用和理论计算物质热力学性质的方法。
15. H∙+CH4=H2+CH3∙和 D∙ + CH4 = HD + CH3∙反应动力学参数的计算。利用GaussView构建CH4，H2, CH3, H原子及反应过渡态模型，进而计算反应的指前因子、速率常数及同位素效应。掌握理论化学计算气相反应动力学参数的方法。
先修课程：
物理化学，大学化学实验（或化学实验基础）
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. 进入实验室以前必须先通过网上安全测试。
2. 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。
3. 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。