1、玉溪師范學(xué)院玉溪師范學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) Experiment Of Physical Chemistry主講 張群實(shí)驗(yàn)師實(shí)驗(yàn)師 電話：電話：1357776333513577763335物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排周次周次 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容1 1 緒論緒論 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求 實(shí)驗(yàn)室規(guī)則實(shí)驗(yàn)室規(guī)則 數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析 2 2 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 壓強(qiáng)計(jì)與壓強(qiáng)的測(cè)量壓強(qiáng)計(jì)與壓強(qiáng)的測(cè)量3-4 3-4 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定液體飽和蒸氣壓的測(cè)定5-6 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 溫度計(jì)與溫度的測(cè)量溫度計(jì)與溫度的測(cè)量 7-8 7-8 實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 溫度的控制與超級(jí)恒溫溫度的控制與超級(jí)恒溫器器

2、的使用的使用9-10 9-10 實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 折光率的測(cè)量與阿貝折折光率的測(cè)量與阿貝折 射儀射儀 周次周次 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容111112 12 實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六雙液系氣液平衡相圖的雙液系氣液平衡相圖的 繪制繪制131314 14 實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七物質(zhì)燃燒熱的測(cè)定物質(zhì)燃燒熱的測(cè)定15-16 15-16 實(shí)驗(yàn)八旋光率的測(cè)量與圓盤(pán)旋實(shí)驗(yàn)八旋光率的測(cè)量與圓盤(pán)旋 光儀光儀171718 18 實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)考試實(shí)驗(yàn)考試（物理化學(xué)實(shí)物理化學(xué)實(shí) 驗(yàn)試題驗(yàn)試題）191920 20 實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定教學(xué)進(jìn)度安排表教學(xué)進(jìn)度安排表主要教學(xué)參考書(shū)主要教學(xué)參考書(shū)東北師范大學(xué)等校編東北師范大學(xué)等校編. .物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)物理

3、化學(xué)實(shí)驗(yàn)( (第二版第二版).).高等教育出版社，高等教育出版社，1989復(fù)旦大學(xué)等編復(fù)旦大學(xué)等編. .莊繼華修訂莊繼華修訂. .物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)( (第三版第三版).).高等教育出版社，高等教育出版社，20042004孫爾康，徐維清，丘金恒孫爾康，徐維清，丘金恒. .物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn). .南京大學(xué)出版社，南京大學(xué)出版社，199719971102 1102 型氣相色譜儀型氣相色譜儀物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是繼無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是繼無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)之后的一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。它是通過(guò)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中各實(shí)驗(yàn)之后的一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。它是通過(guò)綜合化學(xué)

4、實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中各種分析方法和實(shí)驗(yàn)手段，研究物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)及其與化學(xué)種分析方法和實(shí)驗(yàn)手段，研究物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)及其與化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系的一門(mén)實(shí)驗(yàn)技術(shù)科學(xué)。反應(yīng)之間的關(guān)系的一門(mén)實(shí)驗(yàn)技術(shù)科學(xué)。 緒 論Introduction一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康膶W(xué)習(xí)和掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能。學(xué)習(xí)和掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能。學(xué)習(xí)和了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及近代分析儀器在物學(xué)習(xí)和了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及近代分析儀器在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)物理化學(xué)的原理，培養(yǎng)獨(dú)立從事科學(xué)研究工作學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)物理化學(xué)的原理，培養(yǎng)獨(dú)立從事科學(xué)研究工作的基本能力。

5、的基本能力。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)要求要求實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)填寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告填寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)）記錄表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)）記錄表實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象的記錄必須如實(shí)、準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象的記錄必須如實(shí)、準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)用鉛筆記錄、不得隨意涂改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)用鉛筆記錄、不得隨意涂改實(shí)驗(yàn)條件（環(huán)境條件、儀器試劑條件）必須記錄實(shí)驗(yàn)條件（環(huán)境條件、儀器試劑條件）必須記錄數(shù)據(jù)記錄最好表格化數(shù)據(jù)記錄最好表格化SCSC1515數(shù)控超級(jí)恒溫水浴數(shù)控超級(jí)恒溫水浴601601超級(jí)恒溫水浴超級(jí)恒溫水浴實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是本課程的基本訓(xùn)練內(nèi)容之一。要求實(shí)驗(yàn)

6、報(bào)告是本課程的基本訓(xùn)練內(nèi)容之一。要求每做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)必須提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。每做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)必須提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)處理與作圖數(shù)據(jù)處理與作圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)總結(jié)討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)總結(jié)討論119119120120二、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則二、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先制定實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室管理人員同意實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先制定實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室管理人員同意后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先注意熟悉、檢查實(shí)驗(yàn)儀器，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先注意熟悉、檢查實(shí)驗(yàn)儀器，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)告，并追查原因。報(bào)告，

7、并追查原因。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須遵守操作規(guī)程，服從教師的指導(dǎo)，遵守實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須遵守操作規(guī)程，服從教師的指導(dǎo)，遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)則及有關(guān)措施，保持室內(nèi)衛(wèi)生。驗(yàn)室安全規(guī)則及有關(guān)措施，保持室內(nèi)衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)按要求收整好實(shí)驗(yàn)儀器、試劑，如實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)按要求收整好實(shí)驗(yàn)儀器、試劑，如實(shí)填寫(xiě)儀器使用記錄，認(rèn)真打掃實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生。填寫(xiě)儀器使用記錄，認(rèn)真打掃實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)束離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室前，須經(jīng)實(shí)驗(yàn)室管理人員檢查并實(shí)驗(yàn)結(jié)束離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室前，須經(jīng)實(shí)驗(yàn)室管理人員檢查并同意后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。同意后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系實(shí)驗(yàn)室化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系實(shí)驗(yàn)室20032003年年6 6月月實(shí)驗(yàn)報(bào)告示例恒溫槽靈敏度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告恒溫

8、槽靈敏度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告LBLB801801型超級(jí)恒溫槽，貝克曼溫度計(jì)，秒型超級(jí)恒溫槽，貝克曼溫度計(jì)，秒表，放大鏡。表，放大鏡。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定測(cè)定LBLB801801型超級(jí)恒溫槽在型超級(jí)恒溫槽在6060時(shí)時(shí)的靈的靈敏度，繪制靈敏度曲線。敏度，繪制靈敏度曲線。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理用貝克曼溫度計(jì)，直接測(cè)量用貝克曼溫度計(jì)，直接測(cè)量LBLB801801型超型超級(jí)恒溫槽的溫度級(jí)恒溫槽的溫度時(shí)間關(guān)系。時(shí)間關(guān)系。主要儀器主要儀器實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟檢查、安裝實(shí)驗(yàn)儀器；向恒溫槽內(nèi)加入軟檢查、安裝實(shí)驗(yàn)儀器；向恒溫槽內(nèi)加入軟水，做好測(cè)量準(zhǔn)備。水，做好測(cè)量準(zhǔn)備。啟動(dòng)超級(jí)恒溫槽，使其恒溫控制在啟動(dòng)超級(jí)恒溫槽，使其恒溫控制

9、在6060。測(cè)量超級(jí)恒溫槽的靈敏度。測(cè)量超級(jí)恒溫槽的靈敏度。數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)者：實(shí)驗(yàn)者：室室 溫：溫： 氣氣 壓：壓： 時(shí)間時(shí)間 貝克曼溫貝克曼溫 最高溫度最高溫度 最低溫度最低溫度(t)/min (t)/min 度計(jì)讀數(shù)度計(jì)讀數(shù) t tH H/ /度度 t tL L/ /度度0.00.00.50.51.01.0靈敏度曲線靈敏度曲線讀數(shù)讀數(shù)時(shí)間時(shí)間(t)(t)t tH Ht tL L實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果靈敏度靈敏度t tE E = = t t1 1-t-t2 22 2問(wèn)題討論問(wèn)題討論（略）（略）玉溪師范學(xué)院玉溪師范學(xué)院三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析測(cè)

10、量與測(cè)量與 誤差誤差所謂測(cè)量是指人們對(duì)客觀事物進(jìn)行某種數(shù)量化的所謂測(cè)量是指人們對(duì)客觀事物進(jìn)行某種數(shù)量化的確定。確定。測(cè)量（測(cè)量（MeasurementMeasurement）誤差（誤差（ErrorError）所謂誤差是用來(lái)反映測(cè)量值與所謂誤差是用來(lái)反映測(cè)量值與“真實(shí)值真實(shí)值”相差的相差的程度的量。程度的量。誤差的誤差的分類分類由有關(guān)測(cè)量方法中某些經(jīng)常性的原因所致。由有關(guān)測(cè)量方法中某些經(jīng)常性的原因所致。由測(cè)量中許多不可預(yù)料的偶然因素造成的。由測(cè)量中許多不可預(yù)料的偶然因素造成的。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差偶然誤差偶然誤差過(guò)失誤差過(guò)失誤差可以消除可以消除可通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)可通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)可以避免可以避免玉溪師范學(xué)院

11、教學(xué)樓玉溪師范學(xué)院教學(xué)樓x = i = 1，2，3，n xin誤差的誤差的表示法表示法算術(shù)平均偏差算術(shù)平均偏差標(biāo)準(zhǔn)（均方根）偏差標(biāo)準(zhǔn)（均方根）偏差 = i = 1，2，3，n| di |ndi = xi - - x 偏差偏差測(cè)量的算術(shù)平均值測(cè)量的算術(shù)平均值 di2n - -1 =標(biāo)準(zhǔn)（均方根）偏差對(duì)一組測(cè)量數(shù)據(jù)的較大誤差或較小誤標(biāo)準(zhǔn)（均方根）偏差對(duì)一組測(cè)量數(shù)據(jù)的較大誤差或較小誤差感覺(jué)比較靈敏，是近代科學(xué)中常用的誤差表示方法。差感覺(jué)比較靈敏，是近代科學(xué)中常用的誤差表示方法。偶然誤差（偶然誤差（p）偶然誤差是指：在一組測(cè)量數(shù)據(jù)中，若不計(jì)正負(fù)號(hào)，誤偶然誤差是指：在一組測(cè)量數(shù)據(jù)中，若不計(jì)正負(fù)號(hào)，誤差大

12、于差大于p 的測(cè)量值與誤差小于的測(cè)量值與誤差小于p 的測(cè)量值，將各占測(cè)量次的測(cè)量值，將各占測(cè)量次數(shù)的數(shù)的50%。即，誤差落在。即，誤差落在+ p 與與 - - p 間的測(cè)量次數(shù)，占總間的測(cè)量次數(shù)，占總測(cè)量數(shù)的一半測(cè)量數(shù)的一半。p-p+pN （p）與（）與（）、（）、（）的關(guān)系）的關(guān)系p = 0.675 0.799 1.00P = 0.675 di2n偶然誤差常用于可疑數(shù)據(jù)的取舍偶然誤差常用于可疑數(shù)據(jù)的取舍喬文涅喬文涅(Chauvenet)原理。原理。有效數(shù)字有效數(shù)字與運(yùn)算與運(yùn)算在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)物理量的測(cè)量其準(zhǔn)確程度都是有限在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)物理量的測(cè)量其準(zhǔn)確程度都是有限的，我們只能用某一近似值表示。的，

13、我們只能用某一近似值表示。有效數(shù)字有效數(shù)字26.526.520203030最小分度值最小分度值0.50.5確定值確定值可疑值可疑值有效數(shù)有效數(shù)有效數(shù)包含了所有確定值和最大一位可疑有效數(shù)包含了所有確定值和最大一位可疑值。值。有效數(shù)字的運(yùn)算法則有效數(shù)字的運(yùn)算法則加減運(yùn)算加減運(yùn)算乘除運(yùn)算乘除運(yùn)算對(duì)數(shù)運(yùn)算對(duì)數(shù)運(yùn)算算術(shù)平均值運(yùn)算算術(shù)平均值運(yùn)算運(yùn)算結(jié)果有效數(shù)字的末位的位置與參加運(yùn)算各項(xiàng)中可疑運(yùn)算結(jié)果有效數(shù)字的末位的位置與參加運(yùn)算各項(xiàng)中可疑值最大的那項(xiàng)相同。值最大的那項(xiàng)相同。運(yùn)算結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)與參加運(yùn)算各項(xiàng)中有效數(shù)字位運(yùn)算結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)與參加運(yùn)算各項(xiàng)中有效數(shù)字位數(shù)最少的那項(xiàng)相同。數(shù)最少的那項(xiàng)相同。2

14、.2.1 1+0.39+0.394 4+1.01+1.012 2=3.=3.5 52.2.1 10.390.394 4+ +）1.011.012 23.3.5065062.2.1 10.3940.3944 4=0.8=0.83 3 =8.3=8.31010-1-1lg317.2=2.5013lg317.2=2.5013lg7.1lg7.110102828=28.85=28.854 4個(gè)有效數(shù)字求平均，其平均值的有效數(shù)字位數(shù)可個(gè)有效數(shù)字求平均，其平均值的有效數(shù)字位數(shù)可增加增加1 1位。位。可疑數(shù)據(jù)可疑數(shù)據(jù)的取舍的取舍偶然誤差的正態(tài)分布偶然誤差的正態(tài)分布0-+N偶然誤差出偶然誤差出現(xiàn)的次數(shù)現(xiàn)的次數(shù)

15、偶然誤差出偶然誤差出現(xiàn)的次數(shù)現(xiàn)的次數(shù)正態(tài)分布正態(tài)分布精確度較高精確度較高正態(tài)分布正態(tài)分布精確度較低精確度較低N = expN = exp221-d222測(cè)量值與平測(cè)量值與平均值的偏差均值的偏差誤差小的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的幾率大；反之亦然。誤差小的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的幾率大；反之亦然。大小相等、符號(hào)相反的誤差出現(xiàn)的幾大小相等、符號(hào)相反的誤差出現(xiàn)的幾率近似相等。率近似相等。極大正、負(fù)誤差出現(xiàn)的幾率很小。極大正、負(fù)誤差出現(xiàn)的幾率很小。可疑數(shù)據(jù)的取舍可疑數(shù)據(jù)的取舍由正態(tài)分布曲線的計(jì)算可知：一組數(shù)據(jù)中，偏差由正態(tài)分布曲線的計(jì)算可知：一組數(shù)據(jù)中，偏差3的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的幾率出現(xiàn)的幾率1%。即：。即：偏差偏差3的數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄的數(shù)

16、據(jù)應(yīng)舍棄該數(shù)據(jù)可能是過(guò)失造成的，至少有該數(shù)據(jù)可能是過(guò)失造成的，至少有99%99%以以上的把握認(rèn)為是不合理的上的把握認(rèn)為是不合理的喬文涅喬文涅(Chauvenet)原理原理某數(shù)據(jù)與包括這個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)的平均值的偏差，大于這組數(shù)據(jù)某數(shù)據(jù)與包括這個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)的平均值的偏差，大于這組數(shù)據(jù)或然誤差（或然誤差（P P）的）的K K倍時(shí)，該數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄倍時(shí)，該數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄。在運(yùn)用喬文涅在運(yùn)用喬文涅(Chauvenet)原理取舍可疑數(shù)據(jù)時(shí)，至少要有原理取舍可疑數(shù)據(jù)時(shí)，至少要有4個(gè)以上的數(shù)據(jù)才行。個(gè)以上的數(shù)據(jù)才行。例例1測(cè)量某赤鐵礦樣品中測(cè)量某赤鐵礦樣品中Fe2O3的含量，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)量結(jié)果的含量，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)量結(jié)果列于

17、下表，問(wèn)最后一個(gè)數(shù)據(jù)列于下表，問(wèn)最后一個(gè)數(shù)據(jù)（50.55%）能否舍去？能否舍去？樣品號(hào)樣品號(hào) Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/(%) 偏差（偏差（di） 平均值平均值( x ) 1 50.30 - -0.04 2 50.25 - -0.09 3 50.27 - -0.07 4 50.34 - -0.00 5 50.33 - -0.01 6 50.55 + +0.2150.34求偶然誤差求偶然誤差P = 0.675 di2n - -1P = 0.6750.042+0.092+0.072+0.012+0.2125= 0.073（50.55%）查查K值表值表表表1 不同測(cè)量次數(shù)的不同測(cè)量次數(shù)的K值值測(cè)量次數(shù)測(cè)量次數(shù) K值值 測(cè)量次數(shù)測(cè)量次數(shù) K值值 5 2.44 12 3.02 6 2.57 14 3.12 7 2.68 16 3.20 8 2.76 18 3.26 9 2.84 20 3.32 10 2.91 22 3.386 2.57取舍判斷取舍判斷PK = 0.0732.57 = 0.19 0.21 0.21 0.190.1955.5555.55%這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該舍棄這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該舍棄問(wèn)題討論問(wèn)題討論1.下列數(shù)