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物化实验理论课物理化学实验导论

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  • 上传时间:2019-06-21
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    • 1、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

      2、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

      3、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

      4、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

      5、= 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

      6、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

      7、合及三元相图绘制建议使用 Origin。 SLOPE(known_ys, known_xs) Known_ys 必需。数字型因变量数据点数组或单元格区域。Known_xs 必需。自变量数据点集合。 INTERCEPT(known_ys, known_xs) RSQ(known_ys,known_xs),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,

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