物理化学实验（王亚珍）（第二版）

《物理化学实验》（第二版）按绪论、基础性实验、综合设计性实验、研究性实验、常用仪器的使用、常用仪器操作训练项目及附录安排内容。在实验项目选择上，注意基础与提高相结合，由浅入深，循序渐进，达到培养学生独立完成和设计实验的目的。全书共30个基础实验、7个综合设计性实验、10个研究性实验，所选实验仪器与高校的实验条件相吻合，通用性强。书中对数据处理软件如Excel和Origin的介绍结合具体实验项目进行，以提高学生的计算机应用能力。

《物理化学实验》（第二版）可作为高等院校化学化工类专业本科生的教材，也可供相关科研人员参考。

王亚珍，江汉大学化学与环境工程学院，化学系主任，教授，1998-07-至今 江汉大学化学与环境工程学院工作，主讲《物理化学》，《物理化学实验》，《结构化学》，《化学专业英语》等课程。武汉市优
秀青年教师。2006年主持校级教研项目“物理化学实验课程体系和课程内容改革与实践”，2009年结题；作为主要成员参加省教研项目多项。主持国家省市级科研项目4项目，参加多项，第
一作者发表教科研论文30余篇，其中SCI收录10篇。

第一部分 绪论                   
                                         1

1.1 物理化学实验目的与要求                                                
1

1.1.1 物理化学实验目的                                                  
1

1.1.2 物理化学实验要求                                                  
1

1.1.3 物理化学实验注意事项                                              
1

1.2 误差分析和数据处理                                                    
2

1.2.1 基本概念                                                          
2

1.2.2 间接测量结果的误差分析                                             6

1.2.3 实验数据处理                                                      
7

1.3 实验数据的计算机处理——Excel与Origin的应用                           9

1.3.1 Excel的应用                                                      
10

1.3.2 Origin的应用                                                       15

1.4 物理化学实验室安全常识                                                
20

1.4.1 安全用电                                                          
20

1.4.2 化学危害的预防                                                    
21

1.4.3 特殊设备的安全使用                                                 22

1.5 实验预习报告与实验报告的书写规范                                       23

1.5.1 实验预习报告的书写要求                                             23

1.5.2 实验报告的书写要求                                                
23

第二部分 基础性实验                                                      
25

热力学部分                                                                
25

实验一 燃烧热的测定                                                    
25

实验二 溶解热的测定                                                     33

实验三 凝固点降低法测分子量                                             35

实验四 液体饱和蒸气压的测定                                             38

实验五 异丙醇-环己烷双液系相图                                           40

实验六 金属相图的绘制                                                   43

实验七 液相平衡                                                        
46

实验八 甲基红酸解离平衡常数的测定                                       49

实验九 差热-热重分析                                                    
52

电化学部分                                                                 54

实验十 电导法测定弱电解质的电离平衡常数                                 54

实验十一 电池电动势的测定                                              
56

实验十二 难溶盐溶度积的测定                                             60

实验十三 电解质溶液活度系数的测定                                       62

实验十四 希托夫法测定离子的迁移数                                       64

实验十五 循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程                           67

实验十六 氢超电势的测定                                                
70

实验十七 恒电位法测定金属的极化曲线                                     72

动力学部分                                                                
76

实验十八 蔗糖水解反应速率常数的测定                                     76

实验十九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定                                 78

实验二十 丙酮碘化反应                                                  
81

表面与胶体化学部分                                                        
85

实验二十一 表面张力测定——最大气泡压力法测定溶液的表面张力             85

实验二十二 固体比表面的测定——溶液吸附法                               95

实验二十三 固体比表面的测定——BET容量法                               97
字数限制，仅显示部分目录。

前言

由江汉大学主编，其他两所兄弟院校共同编写的《物理化学实验》，自2013年由化学工业出版社出版以来，被国内很多高校采用。随着物理化学实验条件的改善，实验内容的调整，编写单位以及参编人员的变动等，为适应教学的需要和这些变化，有必要对《物理化学实验》教材进行修订。这次修订以第一版为基础，保留了原教材绪论、基础性实验、综合设计性实验、研究性实验、常用仪器的使用、常用仪器操作训练项目、附录七个部分的基本构架。

绪论中1.3节数据处理部分由于Excel、Origin等软件版本的升级，重新进行了编写，增加了“物理化学实验室安全常识”内容。

基础性实验由33个缩减到30个，考虑到仪器设备的智能化操作和实验技术的提升，删除了很少开设的四个实验，分别是“恒温槽装配与性能测试”“氨基甲酸铵分解平衡常数的测定”“氯离子选择电极的性能测定与应用”及“脉冲式微型催化反应器评价催化活性”；考虑到数字电位综合测试仪的普遍使用，仪器操作简化，实验用时太短，合并原实验“电池电动势的测定”和“电动势法测定化学反应的热力学函数变化值”为一个新的实验，名称仍为“电池电动势的测定”；新增了“氢超电势的测定”和“摩尔折射率的测定”两个实验。原实验“电导法测定弱电解质的电离平衡常数”采用的是交流电桥法，由于交流电桥的滑线变阻器定制困难，实验中改为电导率仪测定，实验名称不变。原实验“难溶盐溶解度的测定”，因实验“电导法测定弱电解质的电离平衡常数”已调整为电导率法，为避免重复，删除方法一部分，保留方法二电动势法的测定。除了上述变动外，对保留的其他实验内容也全部进行了修订，包括仪器的更新及对应实验操作部分的修改。

综合设计性实验部分，原实验“醋酸性质测试”因内容过多，实验时间过长，此次修订对实验内容进行了调整和拆分，调整后实验名称分别为“液体摩尔蒸发焓的测定”“醋酸极限摩尔电导率的测定”“表面活性物质分子截面积的测定”。综合设计性实验数量由5个增加到7个。

研究性实验部分，根据专业发展方向的调整，新增了三个实验，分别是“金属有机框架材料的合成及其电容性能测试”“磁性壳聚糖的制备及其吸附性能研究”“可见光催化剂g-C3N4的制备及分解水制氢性能的研究”，研究性实验数量增加到10个。同时对部分实验后面的参考文献进行了更新。

常用仪器的使用部分，由于仪器更新，相应内容进行了较大的改动和更新，同时在温度测量部分，因原实验“恒温槽装配与性能测试”的删除，新增了“恒温槽及温度控制”内容。

保留了原教材的特色内容“常用仪器操作训练项目”。

原教材的部分参编人员由于年龄原因已退休，或者工作有变动，因此重新调整了本教材修订的参编人员，主要有王亚珍、彭荣、王七容、徐俊晖、曹春华、徐志花、江云、李海峰、陈少峰、蒋旭东，其中王亚珍教授、彭荣教授和王七容老师任主编，徐俊晖博士和曹春华博士任副主编。王亚珍负责本次教材修订的全面工作，并参与修订了实验十二、十五、四十一、四十二；王七容修订了实验三、四、五、七、八、二十四、二十六、二十七；彭荣修订了实验六、十八、二十；徐俊晖修订了绪论、实验十、十一、十四、十七、十九、三十二、三十四、三十六及第六部分；曹春华修订了实验十六、二十一、三十九、四十四；江云修订了第五部分常用仪器的使用；李海峰修订了实验二十三；陈少峰修订了实验一，蒋旭东修订了实验二。徐俊晖负责整理和校对全稿，王亚珍负责最后定稿。

本教材的出版和修订得到了江汉大学化学与环境工程学院、江汉大学教务处的大力支持和资助。江汉大学胡思前教授认真审阅了本教材，并提出了许多宝贵的修改意见和建议；化学工业出版社的编辑为本教材的修订和出版付出了许多心血，编者在此对他们谨致深深的谢意。

限于水平，书中疏漏或不妥之处在所难免，恳请读者不吝赐教。

编者

2019年1月

第一版前言

本教材是按照教育部高等学校化学类专业教学指导委员会对物理化学实验的要求，结合我们连续使用多年且不断改进的物理化学实验讲义，集编者多年来的物理化学实验教学改革经验和成果编写而成的。

随着高等学校物理化学教师队伍不断充实，实验教学仪器设备不断更新和改善，物理化学学科为适应社会发展需要，培养社会适应性人才，必须考查学生综合运用化学原理和实验方法及实验技术解决实际测量问题的能力，考查学生设计实验的思想和能力、正确处理实验数据的能力。本书一方面加强了对学生基本操作、基本技能和独立实验工作能力的培养，另一方面联系生活实际及结合教师科研开设了一些较高层次的综合设计性和研究性实验供学生选择，同时还增强了学生对物理化学实验常用仪器设备的操作训练。多年来的教学实践证明，物理化学实验课程的教学质量明显提高。本教材在编写上具有以下特点。

1.内容丰富

全书内容丰富，信息量大。基础性实验部分，选择了33个实验（含结构化学部分），同时有5个综合设计性实验，7个研究性实验，可供不同学校的教师及学生选择。对物理化学实验中用到的仪器设备进行了整合，并单独列为一章——第五部分，便于教师和学生快速浏览所需仪器设备的使用方法。为使学生掌握物理化学实验中常用仪器的使用，增加了物理化学实验常用仪器操作训练项目。为方便学生在不同实验项目中查阅和处理数据，编写了24个附录。

2.层次清晰

本教材以增加实验范围、扩展学生视野为基本出发点，将过去单一的基础性实验，扩展为基础性实验、综合设计性实验以及研究性实验三个教学层次，每个教学层次有不同的教学目的与要求，使传统实验内容与现代内容兼顾，基本实验技能与综合应用能力并存，由浅入深、循序渐进，最终达到培养学生独立完成实验与独立设计实验的能力，促进学生创新意识和创新能力的提高。此外，我们还按照物理化学理论课程体系对实验内容进行了归类。这种“多层次、开放性”的实验教学体系便于教师根据不同专业、不同学时的教学特点，灵活选择实验教学内容。

3.与时俱进

实验数据处理是物理化学实验教学的一项重要内容。过去，学生做完实验后，教师一般要求学生用坐标纸绘图和处理数据。随着计算机知识的普及以及计算机在物理化学实验中的应用，本教材增加了常用数据处理软件如Excel、Origin等对实验数据的处理方法，并对一些具有代表性的实验要求学生必须掌握利用软件处理实验数据的技术，如表面张力测定实验中要求学生学会用Origin软件对实验数据进行非线性拟合等。

本教材编写工作主要由王亚珍、彭荣、徐志花、徐俊晖、吴天奎、许江扬、林雨露等完成，王亚珍教授担任主编，彭荣副教授、徐志花副教授担任副主编。实验一、实验四～实验九、实验十二、实验十九、实验二十二、实验二十三、实验二十五、实验三十、实验三十九～实验四十二以及附录部分由王亚珍编写；实验十、实验十五～实验十八、实验二十、实验三十一、实验四十三由彭荣编写；实验三十二、实验三十三、实验四十四、实验四十五及第五部分5.11 X射线粉末衍射仪简介由徐志花编写；第一部分绪论、实验十一、实验十三、实验十四、实验二十一、实验二十四、实验二十六及实验二十七由徐俊晖编写；实验二及第五部分5.1～5.10由吴天奎编写；实验三十四～实验三十八以及第六部分由许江扬编写；实验三、实验二十八、实验二十九由林雨露编写。徐俊晖对本教材进行了认真的审阅，江汉大学陈少峰、蒋旭东、曹春华等老师对本教材的编写提出了宝贵意见，王亚珍负责整理和最后定稿。

在本书编写中编者还参考了其他兄弟院校物理化学实验教材的相关内容；江汉大学化学与环境工程学院及教务处对该教材的出版给予了大力支持；化学工业出版社为本教材的出版费了许多心血，在此一并谨致谢意。

在编写此教材时，我们对自编的物理化学实验讲义所有内容进行了修改与修订，但限于编者的水平，不妥或疏漏之处在所难免，希望读者不吝指正。

编者

2013年3月