第一部分 绪论

第一节 物理化学实验的基本要求

一、物理化学实验研究的内容和方法

化学是一门以实验为基础的学科,物理化学实验是化学实验的分支,是继普通物理实验、无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验之后的一门综合性的基础化学实验课程。它是联系基础化学实验与综合性实验、科学研究实验之间的桥梁和纽带,将为化学各学科的综合性实验及今后的科学研究打下一定的基础。

物理化学实验主要是借鉴和利用物理学的基本原理、实验方法、相关实验仪器研究化学变化过程规律的一门实验科学。因此,物理化学中许多著名的原理、公式都包含了物理学家的发明和贡献。

物理化学实验是化学类、化工与制药类、材料类、食品工程类、生物工程类、轻化工类等专业的重要的专业基础必修课程。涵盖了化学热力学、化学平衡、相平衡、电化学、动力学、界面化学、胶体化学的实验内容。同时综合了化学领域、物理学领域的多种实验手段、研究方法,主要研究系统的物理性质、化学性质以及物理性质、化学性质与化学变化之间的关系,从中得到化学变化过程中的本质和基本规律。使学生掌握物理化学的有关理论、实验方法和实验技能,以培养学生独立分析问题、解决问题的能力。

二、物理化学实验的目的

①使学生能够掌握物理化学实验的基本方法、实验技术和技能,从而能够根据所学原理设计实验。

②使学生掌握常用仪器设备的操作和使用,了解近现代大型仪器在物理化学实验中的应用,培养学生的实际动手能力。

③培养学生观察实验现象、正确记录原始数据、准确测量物理化学参数、科学地处理实验数据、判断实验结果的可靠性、分析实验误差、独立思考及分析问题、解决问题的能力。

④培养学生勤奋、勤俭、节约的实验习惯,严谨、求真、求实、实事求是的科学态度,严肃认真、一丝不苟的良好的科学作风。

⑤提供理论与实践相结合,并将理论应用于实践的机会,从而巩固和加深对物理化学基本原理的理解和掌握,提高学生对物理化学知识灵活运用的能力。

三、物理化学实验的要求

物理化学实验在全国各高校中,一般都采用“循环”的方式进行。这一点与无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验的开课方式有所不同,将一个教学班的同学分成若干个小组,在同一个课堂、同一时间内,同一实验室,不同的小组进行的可能是相同的实验项目,也可能是不同的实验项目。这是由于物理化学实验每个实验项目所需的仪器设备较多,且比较贵重,配备过多的仪器所需的资金量较大,同时占用的实验空间较大,仪器的利用率便会下降。因此,物理化学实验中经常对每个实验项目配备4~5台相应的仪器设备,根据实验的项目数、仪器的台(套)数,进行分组实验。

在实验前,指导教师会对各个实验的目的、基本原理、主要操作步骤、注意事项、仪器的使用等进行简要的讲解和说明。不可能像无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验教师一样,面面俱到地详细讲解,这样就要求学生做好充分的预习准备。

同时,由于物理化学实验中存在着仪器多、数据多、公式多的“三多”问题,学生刚刚进入实验室或实验过程中,会感觉眼花缭乱、手忙脚乱,对于实验无从下手,无法掌控实验的进度和进程。因此要正确地掌握实验内容,顺利地完成实验并撰写出高质量的实验报告,必须充分发挥学生的主观能动性,依赖于学生实验前的充分准备、精心预习,实验过程中的认真操作,实验后对数据的精心处理。为此,对各个环节提出一定的要求,望同学们认真对待。

1.实验预习要求

①实验前必须充分预习。预习是做好实验的前提和保证,预习的效果直接决定了实验的成败。实验前须仔细研读实验教材,预先明确实验内容和目的;掌握实验的基本原理;掌握实验操作步骤;详细了解设备、仪器、仪表的构造、性能、操作规程、具体的使用方法;充分理解实验的注意事项;明确实验所需测量和记录的物理参数,对整个实验过程要做到心中有数。

②必须撰写合格的预习报告,预习报告主要包括以下内容:

a.各项基本信息。如实验者专业、班级、学号、姓名及同组者姓名。

b.实验题目、实验目的。

c.实验原理。能够简明扼要地写出基本概念、基本原理、基本公式,为了突出基本公式,书写时将每个公式单独成一行。

d.实验步骤。必须根据自己的理解,简明、清晰地分步或用框图的形式写清实验步骤,科学地画出简要仪器示意图。实验步骤是进入实验室进行操作的关键环节,是实验操作顺利和熟练与否的重要保障。

e.实验注意事项。

f.仪器使用方法。包括仪器的预热、校正、调节、读数及必要的示意图等。

g.原始数据记录表。在预习时必须完整地画出数据记录表,以便实验时记录数据。

在预习时,同学若有不清楚的问题,可以向老师或同学请教。

③预习报告的检查。指导教师应在实验前,检查学生的预习报告,进行必要的指导、提问,并解答疑难问题,在学生达到预习要求后,方能进行实验。

2.实验操作要求

①进入实验室,严格遵守实验秩序,遵守实验室规章制度及安全守则,不得大声喧哗和随意走动,按组号到指定的实验台,先按实验提供的仪器明细表核对仪器,以保证实验顺利进行。

②充分了解仪器的使用方法,仪器装置安装完毕,必须经过指导教师检查无误后,方能进行实验。在不了解仪器的使用方法时,不得擅自使用和拆卸仪器。

③遇到仪器损坏,应立即报告,检查原因,并登记损坏情况。

④严格按实验操作规程进行,不得随意改动,若确有改动的必要,应事先取得指导教师的同意。

⑤实验过程中应爱护仪器,节约药品。

⑥充分利用实验时间观察现象、记录数据、分析和思考问题,提高学习效率。

3.实验记录要求

①实验数据的记录要求完全、准确、整齐、清楚。所有实验数据必须用不可涂改的笔迹忠实地、清楚地、完整地、实事求是地记录在原始记录表中,不得以任何借口和理由随意记录在书本、纸片等其他任何地方。同时记录项目要全面,包括实验室的室温、大气压,数据的数量级、单位等,不得拼凑实验数据,严禁涂改。如发现个别实验数据有问题,应该舍去时,可用笔圈去,并和指导教师说明。

②实验结束后,应将实验数据交指导教师检查、确认后,方能收拾和整理实验装置;如不合格,须重做或补做实验。合格后,仔细清洗和整理实验仪器及实验台面,在相应的仪器使用记录簿上写明仪器使用情况,并签署实验者姓名。然后将实验数据和仪器使用记录簿一同经指导教师检查签字后,方可离开实验室。

4.实验报告要求

实验课后,学生应根据实验过程及实验原始数据撰写一份完整的实验报告。实验报告的质量在很大程度上反映了学生实验操作的实际水平和数据处理能力,因此要求字迹工整、页面整洁。数据处理、作图、误差分析、问题归纳等内容应严谨、认真、有理有据。

①实验报告内容应包括:实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器及试剂、主要操作步骤、注意事项、数据处理、结果讨论、实验误差分析及思考题解答等内容。

②实验数据手工作图必须使用坐标纸。若采用计算机软件进行作图处理,必须打印粘贴在实验报告上。

③实验报告的撰写应独立进行,不得抄袭,不得多人合写一份报告。