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  发表日期:2014年10月21日   编辑:admin   有425位读者读过此文 【字体: 打印本页
物化实验教学大纲

《物理化学实验》教学大纲

 

课程代码:9104080350

课程名称:物理化学实验

英文名称:Experiments for Physical Chemistry

课程类别专业选修D

适用对象:大学2-3年级本科生

总学时: 52学时       讲课学时:0           实验学时:52

学分:2

适用对象:环境科学、环境工程专业本科2-3年级学生

先修课程:基础化学理论

          普通物理基础理论

 

一、课程性质、目的和任务

 

《物理化学实验》是一门实验教学课程,是化学实验科学的重要组成部分。物理化学实验的基本方法和技能是从事化学及环境工作者必须掌握的研究方法和基本功。其教学的任务,不仅是让学生验证、巩固和加深课堂所学的基础理论与概念的理解,更重要的是培养学生的实验操作能力、综合分析问题和解决问题的能力以及学生独立实验的能力。使学生养成严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风,并增强学生的创新意识和探索精神。


    本课程的主要目的是:

 

(1) 使学生掌握物理化学实验的基本实验方法和实验技术,学会用专用仪器设备检测、测量化学物质及其反应过程理化学数据(参数);了解近代大中型仪器在物理化学实验中的应用,培养学生的动手能力。

 

(2) 通过实验操作、现象观察和数据处理,锻练学生分析问题、解决问题的能力。

 

(3) 加深对物理化学基本原理和概念的理解,给学生提供理论联系实际和理论应用于实践的机会。

 

(4) 培养学生实事求是的科学态度,严肃认真、一丝不苟的科学作风。

 

 

 

二、教学基本内容

   1.物理化学实验基本知识 

 

    物理化学实验室实验守则、安全制度。实验室安全常识及事故的预防与处理;物理化学实验所用仪器、设备和应用范围及使用方法;物理化学实验原理、公式的推导、数据计算、绘图的方法;试剂的配制;实验课程的安排和进度;实验预习、记录和实验报告规范和要求;实验的考核办法;所用仪器的使用规则与操作方法。物化实验所用文献、资料的介绍。

2.凝固点降低法测定物质的相对分子量

了解溶液依数性的基本原理,学会利用物质凝固点降低法测定物质摩尔质量的方法,掌握凝固点测量仪的使用方法。

3.完全互溶双组分液体体系的气-液平衡图

  掌握气-液平衡体系相变化过程的基本特征,学会用液体折光率测定方法计算双组分的百分含量的原理和操作方法,掌握相图的绘制和分析方法。

4.电介质溶液电导的测定

 掌握电桥法测量电解质溶液的电导的原理和方法,测量强电解质的极限摩尔电导率,测定弱电解质的电离度。

5.电动势的测定

 掌握化学电池可逆电动势和平衡电极电位的能斯特(Nernst)公式表示及计算。

利用对消法原理测量可逆电池电动势,熟悉电位差综合测量仪的使用。

6.过氧化氢的分解反应

  通过实验测定过氧化氢分解反应的速率常数和半衰期,熟悉一级反应的特点,了解温度和催化剂等因素对一级反应的影响。掌握量气法研究过氧化氢分解反应的方法。

7.蔗糖水解反应速率常数的测定

  测定蔗糖在酸存在下的水解反应速率常数。了解比旋光仪的原理并掌握比旋光仪的使用方法。

8.电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数

  通过电导法研究反应动力学性质的原理和方法,掌握二级反应动力学的特点。掌握电导率仪的使用方法。

9.丙酮碘化反应

  学习用吸光光度法测定化学反应的动力学特征。学习独立法测定化学反应级数的方法,加深对复合反应特征的理解。

10.黏度法测定高聚物相对分子质量

  掌握黏度法测定聚合物分子量的基本原理。学会用乌式黏度计测定高聚物稀溶液的实验技术及数据处理方法。

11.物理化学实验中的误差及数据的表达

  学习掌握由实验方法、仪器精度、实验者感观的限度等因素带来的测量值的误差处理方法。测定结果的统计检验、实验数据处理方法、列表法、作图方法、图解法。

12Origin数据处理软件在物理化学实验中的应用

  学习使用Origin数据处理软件对所作物理化学实验中的数据信息进行统计处理、数据关系的图形表示、曲线拟和与图形分辨等计算机软件辅助计算的方法。

13.物化实验中光学测量技术与仪器

  学习掌握液体样品折光率的测定及阿贝折光仪的使用。

  学习掌握旋光度的测定及自动旋光仪的使用。

  学习掌握分光光度计吸光度的测定及722N分光光度计的使用。

 

三、教学基本要求

 

本实验课程为单独设课,采取大循环实验教学方式。所有实验安排学生2一组操作独立完成。

    学生进行实验前,要进行自己预习,因而本课要求学生学会使用有关的手册、文献资料及信息网络查阅所作实验的物理化学常数等数据。要求学生实验前认真预习,写出预习笔记。

实验课安排任课教师对所作实验的预讲。并检查每人的实验预习卡片;实验课中要求学生能够熟练掌握相应的实验操作技术,做到仔细观察和正确记录实验现象和实验数据,正确记录分析整理实验数据;小循环实验结束后安排实验总结。按规范要求书写实验报告。安全、卫生、节约药品的教育和实施贯穿始终。教师对学生的预习、仪器装置使用正确与否、基本操作是否规范、安全卫生、科学态度、合作精神、实验数据、图表、报告等方面进行考察,作为学生评分的依据。

 

做好物理化学实验,应抓住以下几个环节:

1.预讲:每班小实验循环前实验指导教师对实验内容、实验目的实验原理、公式推导等内容、以及实验步骤、实验仪器的原理操作方法和数据处理及注意事项,进行预讲。使学生对所作实验有一个清楚完、正确、完整的理解及印象。

2.实验:认真操作,细心观察,如实记录实验现象,实验数据。如遇到异常现象,应仔细找出原因并纠正。每次实验结束,实验数据应由实验指导教师签字。

3.总结:每班小实验循环结束后实验指导教师要对各小循环实验进行总结。学生应认真做好实验报告,简明解释实验现象,正确处理实验数据,作出图表和正确结论。积极回答参考题提出的问题。

 4.拓展实验:结合社会发展需要将所开实验向现代实际应用方面进行拓展。增加实验指导教师与学生的探讨与互动。以达到拓展学生视野训练学生独立工作的目的。

 

四、实践环节

 

序 号

教  学  内  容

讲 授

实 验

备注

1

实验室安全教育,物化实验基本知识。实验预讲。

4

 

小循环1

2

凝固点降低法测定物质的相对分子量

 

4

 

3

双组分液体体系的气液平衡图

 

4

 

4

电动势的测定

 

4

 

5

电介质溶液电导的测定

 

4

 

6

实验总结

4

 

 

7

实验预讲

4

 

小循环2

8

过氧化氢的分解反应

 

4

 

9

蔗糖水解反应速率常数的测定

 

4

 

10

电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数

 

4

 

11

丙酮碘化反应

 

4

 

12

实验总结

4

 

 

13

拓展实验

 

4

12

14

黏度法测定高聚物相对分子量

 

4

 

15

水溶性表面活性剂临界胶束浓度的测定

 

4

 

16

Origin软件在物化实验中的应用

4

 

 

合    计

20

44

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五、课外习题及课程讨论

    实验课前需做实验原理与操作的预习;实验完成后撰写实验报告。鼓励学生认真回答实验思考题。

    

六、教学方法与手段

 

     本实验课程为单独设课,开课后,任课教师向学生讲清的性质、任务、要求、课程安排、实验考核内容及办法、实验守则、实验室安全措施及安全制度、紧急突发事件时的自救互救及处理。

每次小循环实验课任课教师要讲授本次个循环实验的目的、原理、实验现象、试剂用法及实验仪器的操作方法、数据采集及记录、安全注意事项;针对新的实验操作做详尽的示范,保证每位学生都能熟练掌握实验的操作完成实验;对学生实验中产生的不同现象要做出正确的解释、能够补救的采取补救措施,实验结果不正确或失败的要重做。

本实验课采取2-3人/组,一学期大循环的实验模式。每次实验前任课教师要检查学生的预习报告,实验中认真巡视检查学生的实验操作,发现问题及时纠正,并对每位学生的实验技能、是否精心操作、仔细观察、积极思考、公德意识等做出评判并记录;实验结束时逐一对学生的实验记录、数据进行检查,审核学生的原始记录,原始数据并签字。

对学生在实验中不遵守实验室规则和纪律的;不按操作规程实验出现重大失误的;实验数据严重错误的除当场做出批评指正外,任课教师还应详细记录在案,作为最终实验成绩的依据。

 

七、各教学环节学时分配

    见四、实践环节学时安排表

八、考核方式

    

教师对学生的课前预习、实验过程、实验安全、实验数据、图表、实验报告、科学态度、使用仪器的情况、公德意识等进行考察,主要以每一次的实验结果和实验报告为依据,评定出平时的相对成绩,期末进行平均。

 

、推荐教材和教学参考书

 

教  材:《基础化学实验技术》,刘庆余 吴扬等编著,南开大学出版社,2012.10出版

参考书:《基础化学实验》,王秋长 等编著,科学出版社,2003.03出版

 

十、说明

 

1.本实验教学大纲设计实验、讲座共64学时,任课教师可根据实验室仪器、学生分组等实际情况进行实验教学安排,最低不得少于52学时。

2.结合物理化学新进展新技术应对实验内容及时进行合理的改进或修改。

 

 

 

                                            大纲制定人:吴扬

                                            大纲审定人:刘庆余

                                            制定日期:2014.2.28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 
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