物化实验理论课物理化学实验导论

物理化学实验导论,主要内容 物理化学实验基本特点 物理化学实验基本目的 物理化学实验基本要求 实验室安全常识 恒温槽的使用 实验数据处理 物理化学实验评价,物理化学实验基本特点,1,物理化学实验基本特点 物理化学实验复杂，基本都是综合性实验 物理化学实验原理抽象，难以理解 物理化学实验最讲究物理化学理论相结合 物理化学操作复杂，仪器多，难于掌握 物理化学数据处理要求高,物理化学实验基本目的,2,物理化学实验基本目的 掌握物理化学实验的基本方法和技能 通过实验验证所学的原理，加深对物理化学理论知识的理解 锻炼学生观察现象、正确记录数据、处理和分析实验结果的能力，培养严谨、科学的作风 根据所学原理选择仪器，设计实验步骤和过程，具备初步的科学研究能力,物理化学实验基本要求,3,物理化学实验基本要求 实验前要充分预习，写出实验预习报告，设计出一个原始记录数据表格 严格按照实验步骤进行实验，及时、完整、科学、规范地记录原始数据，观察实验现象，顺利安全地完成实验 认真撰写实验报告。对实验数据进行科学分析、处理，讨论实验结果，总结成败得失。,3.1 预习报告要求 通读实验教材全文 了解实验原理，熟悉实验步骤 了解实验过程可能产生的问题及解决办法 设计出记录原始数据的表格 撰写预习报告,3.2 实验操作要求 按时进入实验室后，先检查实验台面上的仪器和药品，如有残缺或损坏应当即报告，不允许私自处理，拆卸仪器 待实验指导老师讲解完毕后进行实验 了解实验原理，熟悉实验步骤可方可操作 实验过程中注意实验规范和实验安全 及时、完整、科学、规范地记录原始数据，观察实验现象。如果有误，不能用涂改液或涂改带涂抹。 实验结束后应将原始数据交给指导教师检查，检查合格后才能拆卸实验装置，清理好自己的实验台后方可离开。,3.3 实验报告要求 实验报告要求学生独力完成，不允许抄袭 实验报告要求真实可信，不允许杜撰 实验报告要求完整 实验报告要求规范、科学,实验室安全常识,4,实验室安全常识 水安全 电安全 气安全 其他化学药品安全,4.1 用电安全 实验室总电闸应由指导老师开启和关闭，学生不应随意接触 实验过程如需使用接线板，须向指导老师提出，不得私自拉线 实验结束所有仪器插头均需从插座上拔出 操作电器手必须干燥 必须先安装好实验装置，连好电路再通电，禁止带电操作 使用仪器时必须注意仪器的的额定功率，防止过载跳闸 仪器的保险管应按照设备要求装配，防止失去保护作用而烧毁电器 如遇触电情况，迅速切断总电闸再抢救 正、负接线柱接头要保留充分距离，防止短路,4.2 用气安全 高压 O2 高压 H2 高压 N2 其他气体,4.3 Hg 安全 Cu 或 Zn 与 Hg 形成汞齐，硫磺覆盖 KMnO4 溶液氧化 切忌让汞直接暴露在空气中，应在装汞的容器上加水覆盖 伤口亦勿接触汞,恒温槽的使用,5,恒温槽的使用 温度测量原理 温度计的使用 温度控制原理 恒温槽的使用,5.1 温度测量原理 温度测量原理-热力学第零定律,5.1 温度测量原理 温度测量原理-热力学第零定律,温度计的制作 特定物质该物质的某性质（如V，R，E）与温度相关（线性、非线性） 至少两个参考点 不同参考点间的分配方案,5.2 温度计的使用 温度计的类型 煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、热电阻温度计、热敏电阻温度计、热电偶温度计等 接触式温度计、非接触式温度计 绝对温度计、相对温度计（差示温度计即贝克曼温度计）,5.3 温度控制原理 温度控制原理 利用温度相变点控制温度如冰水浴等 利用一定装置进行自动控温如恒温槽等 恒温槽的构造 恒温槽由容器、恒温介质、搅拌器、温度计、加热器、温度调节器和温度控制器等组成,5.4 恒温槽的使用 温度计的校正 目标温度的设定 温度设定微调,实验数据处理,6,实验数据处理 误差及有效数据 数据记录或数据表达 数据处理,6.1 误差 误差 绝对误差（absolute error）与相对误差（relative error） -测量值； -真实值 系统误差（systematic error）与偶然误差（accidental error） 准确度（accuracy）与精密度（precision）,6.2 偏差 平均偏差（average deviation） 相对平均偏差（relative deviation）,标准偏差（standard deviation） 相对标准偏差（relative standard deviation; RSD）,6.3 有效数字及运算法则 有效数字（significant figure） 有效数字的表示方法 有效数字运算法则 有效数字的修约规则,6.4 有效数字表示方法 很大或很小的数，可用10的方次表示。如， 变换单位时，有效数字的位数不变。如，10.0 mL = 0.0100 L 首位为 8 或 9 的数据，有效数字可多计一位。如 98（3 位有效数字） pH、lgK 等对数数值，有效数字取决于小数部分。如 pH = 8.02（两位） 在计算中遇到的一些常数、倍数、分数，它们的有效数可看成无限位。如反应的摩尔比、分子量等。,6.5 有效数字运算法则 加减运算： （A.E.）和差 （数据A.E.）max 乘除运算：（RE）积商 （数据RE）max,8、9 为首位时，可多取一位有效数字,6.6 有效数字修约规则 四舍六入五成双 ：由 5 的舍入引起的误差，可自相抵消。 4.135 4.105 4.125 4.1251 4.14 4.10 4.12 4.13 只允许对原测量值一次修约至所需位数，不能分次修约。 需修约的数据较多时，可在最后修约。 在修约表示不确定度的数据时（如 S，RSD 等），应往前入一位，但做统计检验时，可多保留 12 位，以免造成错误。,6.7 数据记录或数据表达 表格法 表头应有简明的名称，表格线用铅笔画 表的每行（列）的第一栏，应注明物理量的名称、单位，如压力 ，温度 ，时间 等。 数据的排列要有规律，一般是按照实验进程依次列出 同一栏的数据应有相同的有效位数，如果数据中有指数项，可将指数项提前到该栏名称处，但此时指数的正负号要变号。,不同温度下 0.02 mol/L KCl 溶液的电导率,作图法 手工作图 一般选择直角坐标纸，用 HB 型铅笔作图。横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴不一定从 0 开始，应根据实验数据的大小范围确定，坐标轴的精度应与测量的精度相匹配，坐标轴上的分刻度应是 1，2，5 的倍数，避免 3，6，7，9 的倍数。作出图形大小合理，布局匀称，如果是直线倾斜角应接近45°。,手工作图 应在图的上方或下方写图名，坐标轴应注明物理量名称和单位，横轴的方向通常自左至右，纵轴是自下而上。图上的实验点应用铅笔以“X”、“O”、“”等符号标出，如果在一张图上有几组曲线，各组测量值应用不同的符号加以区别。拟合直线或曲线时应光滑均匀，实验点应平均分布在线的两侧而不必让拟合线通过所有实验点。,纯水的 与 关系图,计算机作图（Microsoft Excel） 比较方便的软件有 Excel，但 Excel 进行科学数据分析能力有限。专业的软件有 Origin。简单的绘图可以使用 Excel，复杂的非线性拟合及三元相图绘制建议使用 Origin。 SLOPE(known_ys, known_xs) Known_y's 必需。数字型因变量数据点数组或单元格区域。Known_x's 必需。自变量数据点集合。 INTERCEPT(known_y's, known_x's) RSQ(known_y's,known_x's),1,原始数据,2,数据处理,3,散点图,4,添加趋势线,5,最终效果,计算机作图（Origin） Origin作图与 Excel 作图类似。先录入原始数据，经过简单的数据处理，再进行作图，经过若干设置美化后再输出或者直接打印,物理化学实验评价,7,物理化学实验评价 缺课和请假 预习 实验操作 实验报告 实验室卫生,报告撰写、缴纳 实验数据记录到报告册背面，教师签字认可后方可离开教室 报告按要求撰写，图表一般用电脑制作后打印，粘贴到报告册上。图表一般 1/4 A4 纸大小，缩放后保持图标中文字清晰可见。 纯手工作图请保持干净、整洁，鼓励用电脑处理数据。作图软件用通用生产力软件 Excel 或专用软件 Origin 等。 每次实验前缴纳实验报告 老师根据报告、实验情况综合评分。,实验室卫生及其他 进入实验室后要注意安全，熟悉实验室安全规则，了解熟悉电源位置 班干部实验前安排值日学生 值日学生完成值日后经老师确认后方可离开实验室,