计算机辅助物理化学实验

第1章绪论

1.1物理化学实验的目的和要求

1.1.1学习物理化学实验课程的目的

1.1.2实验前的准备

1.1.3实验注意事项

1.1.4实验报告要求

1.1.5实验室规则

1.1.6实验预习报告与总结报告的书写规范

1.2物理化学实验室安全知识

1.2.1安全用电常识

1.2.2使用化学药品的安全防护

1.2.3汞的安全使用

1.2.4高压钢瓶的使用及注意事项

1.2.5气体使用操作规程

1.2.6X射线的防护

1.3误差分析和数据处理

1.3.1有关数据处理的基本概念

1.3.2误差分析

1.3.3实验数据处理

习题

第2章现代信息技术在物理化学实验中的应用基础

2.1Matlab处理实验数据

2.1.1Matlab简介

2.1.2Matlab处理实验数据基本操作

2.1.3数据处理结果可视化――Matlab的图形功能

2.1.4拟合和插值

2.1.5Matlab数据的输出

2.1.6用Matlab处理实验数据实例

Matlab上机练习题

2.2Origin和Excel处理物理化学实验数据举例

2.2.1Origin在“二元液系的汽惨浩胶庀嗤肌敝械挠τ

2.2.2Excel在“水的饱和蒸汽压的测定”实验数据处理中的应用

2.3计算机采集实验数据

2.3.1将测量的物理量转换为电学量

2.3.2信号放大与A/D转换

2.3.3在计算机中读取数据

2.3.4使用A/D转换卡的无纸记录仪的应用

2.3.5选作实验：装配计算机数据采集装置

思考题和练习

2.4《物理化学实验计算机过程管理系统》介绍

2.4.1在实验教学中的作用

2.4.2基本组成

2.4.3使用方法举例

第3章基础性实验

3.1热力学实验

实验1燃烧热的测定

实验2溶解热的测定

实验3液体饱和蒸气压与温度的关系

实验4双液体系汽惨浩胶庀嗤嫉幕嬷

实验5金属相图的绘制

实验6三组分体系等温相图的绘制

实验7差热分析

实验8甲基红的酸离解平衡常数的测定

实验9液相平衡

实验10气相色谱法测定无限稀溶液的活度系数

3.2动力学实验

实验11蔗糖水解反应速率常数的测定

实验12乙酸乙酯水解速率常数的测定

实验13丙酮碘化反应

实验14复相催化甲醇分解

3.3电化学实验

实验15希托夫法测定离子的迁移数

实验16电导的测定及应用

实验17电极制备及电动势和化学反应的热力学函数变化值的测定

实验18电池电动势法测定氯化银的溶度积

实验19极化曲线的测定

3.4表面化学实验

实验20表面张力的测定――最大气泡法

实验21高聚物分子量的测定

实验22固液吸附法测定比表面及应用

3.5结构化学实验

实验23溶液法测定极性分子的偶极矩

实验24摩尔折射度的测定

实验25磁化率的测定

3.6计算化学实验

实验26Gaussian程序使用――分子结构计算的输入

实验27甲烷生成热和燃烧热的理论计算

实验28氯代环丙烷振动光谱和简振模式分析的理论研究

实验29α和β构型八钼酸根的理论研究

实验30小团簇稳定结构计算

第4章综合性实验

实验31温度滴定法测定弱酸的离解热

实验32甲酸盐氧化动力学的研究

实验33温度、酸度对化学振荡反应的影响――电位法

实验34α策拎ぜ姿岫韵趸苯酚酯水解的热力学常数和动力学常数的测定

实验35苯分子共振能的测定

实验36取代基效应

实验37药物有效期的测定

实验38市场矿泉水中钙离子含量的测定

实验39电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度

实验40电势pH曲线的测定

实验41酶催化蔗糖转化反应

实验42GCECD法测定蔬菜中拟除虫菊酯类农药残留量

实验43植物叶绿体色素的提取、分离、表征及含量测定

实验44酪氨酸酶的提取及其酶促反应动力学研究

第5章设计性实验

5.1开设设计性实验的意义

5.2完成设计性实验的一般步骤

实验45用热敏电阻为感温元件制作温度测量装置

实验46硫酸铜水合反应热的测定

实验47络合物组成及其不稳定常数的测定

实验48用热分析法测量并绘制PbSn合金相图

实验49乙酸乙酯皂化反应用准一级反应的方法测定反应速率常数

实验50［H+］对蔗糖水解反应速率影响的测定

实验51用电位跟踪法研究丙酮碘化反应动力学

实验52临界胶束浓度的测定

实验53振荡反应热谱曲线的测定

实验54表面活性剂SDS对结晶紫褪色反应的影响

实验55化学反应平衡常数的测定

实验56反应量热计测定中和热

实验57可见吸收光谱线性参数分析法测定十二烷基硫酸钠临界胶束浓度

实验58初始浓度不等时乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

实验59离子气相和溶液中生成热理论模拟

实验60中性与离子Ge4团簇的芳香性

附录1Matlab常用函数

附表1.1特殊变量与常数

附表1.2操作符与特殊字符

附表1.3基本数学函数

附表1.4基本矩阵和矩阵操作

附表1.5数值分析和傅里叶变换

附表1.6多项式与插值

附表1.7绘图函数

附录2部分物理化学常用数据表

附表2.1物理化学常数

附表2.2换算因子

附表2.3国际单位制的基本单位

附表2.4国际单位制中具有专门名称的某些导出单位

附表2.5其他单位制与国际单位制互换表

附表2.6不同温度下液体的密度（g/cm3）

附表2.7摩尔凝固点降低常数

附表2.8某些物质的熔点和沸点（℃）

附表2.9纯水的蒸汽压

附表2.10一些有机溶剂的蒸气压

附表2.11汞的蒸气压

附表2.12几种流体的黏度（10—3Pas）

附表2.13几种常用液体的折射率（ntD）

附表2.14水在不同温度下的折射率、黏度和介电常数

附表2.15某些有机溶剂的介电常数及偶极矩

附表2.16电解质水溶液的摩尔电导率Λm（25℃）（×104Sm2/mol）

附表2.1725℃时无限稀释时离子的摩尔电导率（×104Sm2/mol）

附表2.18不同温度下KCl的电导率

附表2.19水和空气界面上的表面张力

附表2.20某些液体的表面张力

附表2.21不同温度下KCl的溶解热

附表2.22强电解质的离子平均活度系数γ±（25℃）

附表2.23铂铑10膊热电偶分度表

附表2.24镍铬材硅（镍铬材铝）热电偶分度表

附表2.25镍铬部纪热电偶分度表

附表2.26铜部低热电偶分度表

参考文献

《高等学校教材计算机辅助物理化学实验(第2版)》将现代信息技术引入物理化学实验，对物理化学课程进行整合。具体体现在：根据实验数据处理要求，选择性地介绍数据处理软件Matlab、Origin等的操作，并进行上机练习；选用了部分有计算机数据接口的仪器，而对于大部分常规仪器，则是引出电信号，通过A／D采集卡实现计算机采集数据；开发了《物理化学实验计算机全过程管理系统》，在系统中完成实验操作、数据处理、误差分析，形成实验报告，评价实验报告，有效杜绝了学生个性数据和抄袭报告的现象；对于基础性实验，淘汰了部分落后的检测手段，对部分实验内容进行整合，加入了计算化学实验；《高等学校教材计算机辅助物理化学实验(第2版)》还安排了大量的综合性实验和设计性实验，试图培养学生的综合分析能力和创新精神。本书是物理化学实验课程信息化改革的尝试，内容新颖，覆盖面广。层次上，考虑了对不同能力学生的不同要求，合理安排了基础实验、综合性实验和设计性实验，脉络分明，相得益彰。《高等学校教材计算机辅助物理化学实验(第2版)》可作为广大理工科院校开设物理化学实验课程的教材，也可供相关的研究开发人员设计实验方案和处理实验数据时参考。