物理化学开放实验摘要李锋锋1010.docx

物理化学开放实验摘要李锋锋1010.docx

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物理化学开放实验摘要李锋锋1010

物理化学实验室开放性实验目录

09-10第一学期

指导教师：

李锋锋

实验地点：

物理化学实验室

开放形式：

任选

开放性实验简介

实验目的：

开放性实验为化学实验室必不可缺的一部分。

物化实验室开发的开放性实验均为难度适中、知识面覆盖广、趣味性强的综合性、研究性实验，对培养同学们的化学实验兴趣，提高科研能力及实践创新水平具有十分重要的作用。

实验来源：

其他兄弟院校典型的物化实验或由本实验室教师自行开发。

实验内容：

本学期计划开放14个实验，包括课程类实验（均为热力学部分）7个，分别为：

差热热重分析、碳酸钙分解反应的综合热分析、二元合金相图的测定、双液系气液平衡相图的绘制、氨基甲酸的分解平衡、弱电质电离常数的测定、气体常数R的测定；公选类实验7个，其中水分析实验3个，分别为：

纯水的制备及水质检验、水硬度的测定、水中化学需氧量（COD）的测定；制备类实验4个分别为：

液体洗涤剂的制备、大米酿酒、无磷洗衣粉的制备、霜膏类化妆品的制备。

同时，也欢迎同学们自行开发实验项目，利用物化实验室的师资、场地、设备等资源条件来完成。

涉及到大型精密仪器的实验：

差热热重分析、碳酸钙综合热分析、二元合金相图的测定、双液系气液平衡相图的绘制

涉及到的设备为微机差热天平，它可以对材料受热过程中的物理化学变化进行分析，也可以作为合成材料的依据，是材化方向同学科研设计通常会用到的设备。

涉及到“多途径”实验方法的实验：

碳酸钙综合热分析、二元合金相图的测定、弱电质电离常数的测定

涉及到“产品”的实验：

液体洗涤剂的制备、大米酿酒、无磷洗衣粉的制备、霜膏类化妆品的制备。

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

差热热重分析（热力学-综合性）

计划学时

6学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

9

每批

分组数

3

面向专业

材料类、化工类、环境类、生物类等

实施时间

2009.3.1

实验目的及内容

实验目的：

1、掌握差热分析及热重分析的基本原理、测量技术以及影响测量准确性的因素；

2、利用差热天平测定草酸钙的差热-热重曲线；

3、掌握差热、热重曲线的定性分析方法，对实验结果作出解释。

实验内容：

1、预热：

开启电源和冷却水，整机预热30分钟。

2、装样：

抬起炉体，分别装参比样和准确称取的待测样品（一般10~15mg为宜）小心放置于热电偶板的左侧和右侧，放下炉体。

3、氮气流量设定：

打开氮气瓶分压阀到0.1Mpa左右。

4、测试：

在电脑上打开热分析软件，按要求输入所需要的参数，按“确定”键开始采集数据。

随时监控仪器运行状态，如遇异常情况，及时采取相应措施。

5、停止测试：

点击电脑分析软件的“停止”键，结束采集数据，并保存测试结果。

6、炉体冷却：

将炉体抬起转到后侧，对炉体进行降温冷却。

将样品坩埚取下清洗干净。

7、关机：

炉体冷却至室温后，炉体套回热电偶上，关闭差热天平电源和冷却水电源。

8、整理：

整理实验台面，登记使用情况。

9、数据处理与分析：

根据采集到的数据绘出草酸钙分解的差热-热重曲线，并分析各峰的起始温度和峰温，并推断各峰对应的可能变化。

实验耗材及费用

草酸钙：

分析纯，1瓶。

小计

30元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

碳酸钙分解反应的综合热分析（综合性-热力学）

计划学时

8学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

材料类、化工类、环境类、生物类等

实施时间

2009.3.1

实验目的及内容

实验目的：

1、用静态法测量不同温度下的碳酸钙的平衡分解压，并由此求出碳酸锶的分解反应的热力学函数。

2、通过微机差热天平来测量碳酸钙分解反应过程中的差热的变化情况以及热力学函数，并与静态法所得数据进行比较。

实验内容：

1、称料：

称取约5克碳酸钙装在小瓷舟内，送入石英管内，并用胶皮赛塞紧石英管。

2、抽真空：

共两次抽真空，第一次是室温条件下，把各阀门按要求置于合适位置，启动真空泵，待压力计读数不发生变化时，停止一次抽真空，并检查气密性；第二次是将系统升温至600℃，开启真空泵1~2min即可。

3、测定分解压：

调节控温仪升温，在700~900℃之间，每隔25℃测定一次压力。

4、整理好仪器。

5、反应的DSC分析：

利用HCT-2型微机差热天平的DSC软件对碳酸钙分解反应进行测定，可以测定到反应过程中热变化以及焓变等热力学函数。

6、数据处理与对比分析：

根据静态法测量数据绘制lnKθ—1/T图，并利用图解法求CaCO3分解反应ΔrHm、ΔrSm的平均值，并计算ΔrGm。

并与DSC测定结果进行对比分析，讨论两种测试方法对反应热测定的联系和区别，并探讨误差产生的原因。

实验耗材及费用

碳酸锶：

分析纯，2瓶

小计

50元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

二元合金相图的测定（热力学-综合性）

计划学时

6学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

9

每批

分组数

3

面向专业

材料类、化工类、环境类、生物类等

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、掌握差热分析的基本原理及测量技术；

2、掌握DTA法绘制Pb-Sn合金相图的方法。

实验内容：

1、预热：

开启电源和冷却水，整机预热30分钟。

2、装样：

抬起炉体，分别装参比样和待测样品，放下炉体。

3、氮气流量设定：

打开氮气瓶分压阀到0.1Mpa左右。

4、测试：

在电脑上打开热分析软件，按要求输入所需要的参数，按“确定”键开始采集数据。

随时监控仪器运行状态，如遇异常情况，及时采取相应措施。

5、停止测试：

点击电脑分析软件的“停止”键，结束采集数据，并保存测试结果。

6、炉体冷却：

将炉体抬起转到后侧，对炉体进行降温冷却。

将样品坩埚取下清洗干净。

7、关机：

炉体冷却至室温后，炉体套回热电偶上，关闭差热天平电源和冷却水电源。

8、整理：

整理实验台面，登记使用情况。

9、数据处理与分析：

根据采集到的数据绘出各组样品的DTA曲线，判断固相析出温度和低共熔温度，绘出相图。

低共熔温度实验耗材及费用

Pb粉：

分析纯，1瓶；Sn粉：

分析纯，1瓶

小计

100元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

双液系气液平衡相图的绘制（热力学-综合性）

计划学时

5学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

10

每批

分组数

5

面向专业

材料类、化工类、环境类、生物类等

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、测定常温条件下乙醇—正丙醇的气液平衡相图。

2、使用数字阿贝折射仪测定液体、气体的组成。

实验内容：

1、测定混合液体的沸点：

利用自制的蒸馏沸点仪分别加热各组混合液体至沸腾，当液体温度不再变化时，即为液体的沸点。

2、测定气液组成：

使用阿贝折射仪精确测定25℃下不同组成的乙醇-正丙醇的折射率，制作工作曲线。

再根据实验中各组混液体气、液相的折射率测定值，对比工作曲线得出各组混合液体的气、液组成。

3、绘制相图：

根据测定出的各组混合液体的沸点及气、液组成绘制沸点—质量百分比组成图。

实验耗材及费用

无水乙醇：

分析纯，2瓶；乙酸乙酯：

分析纯，2瓶

小计

70元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

氨基甲酸的分解平衡（热力学-设计性）

计划学时

5学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

材料类、化工类、环境类、生物类等

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、用静态法测定一定温度下氨基甲酸的分解压力，并求出分解反应的平衡常数。

2、了解温度对平衡常数的影响，计算等压反应的热力学参数△H、△S、△G。

3、学会低真空实验技术。

实验内容：

1、分别测定氨基甲酸在25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃时的分解平衡压力。

2、根据测定的平衡压力值计算lnKθ，做lnKθ—1/T图，根据斜率k求出△H，并计算其他热力学参数△S、△G。

实验耗材及费用

氨基甲酸：

分析纯，1瓶；硅油；分析纯，1瓶。

小计

90元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

弱电质电离常数的测定（热力学-设计性）

计划学时

5学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

材料类、化工类、环境类、生物类等

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

掌握滴定法和电导法测定弱电解电质电离常数的基本原理和操作方法

实验内容：

1、滴定法测量电离常数

2、电导法测量电离常数

1）测定电导池池常数：

以0.01mol/L的KCl为标准溶液，测定电导，求出电导池常数。

2）测定HAc的电导率：

电导率仪分别测量不同浓度的HAc的电导率

。

3）计算电离常数：

以

对

作图，其直线斜率即为

，

已知，可求出

。

实验耗材及费用

氯化钾：

分析纯，2瓶，HAc：

分析纯，2瓶。

小计

50元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

气体常数R的测定（热力学-设计性）

计划学时

4学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

材料类、化工类、环境类、生物类等

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、了解一种测定气体常数的方法，并掌握该方法的原理。

2、掌握理想气体状态方程式和分压低定律的应用。

3、学习电子天平和气压计的使用方法。

实验内容：

1、搭建实验装置，并检查气密性。

2、准确的称取镁条（粉）的质量，放入反应池。

3、氢气的发生和量取。

4、根据理想气体状态方程计算气体常数R，并与理论值作比较。

实验耗材及费用

镁粉：

分析纯，1瓶；盐酸：

分析纯，1瓶

小计

50元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目。

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

纯水的制备及水质检验（水分析实验-公选）

计划学时

6学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

公选

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、了解自来水中主要溶有哪些无机离子及其定性鉴定方法。

2、了解用蒸馏水法制备纯水的原理和方法。

3、学习电导率仪的使用。

实验内容：

1、制备蒸馏水：

组装仪器加热蒸馏制取纯水。

2、水质检验：

包括Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-离子浓度以及电导率检测。

实验耗材及费用

甲酸：

分析纯3瓶，溴水：

分析纯1瓶，溴化钾：

分析纯2瓶，盐酸：

分析纯1瓶，小烧杯（50ml）：

20个。

小计

200元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

水硬度的测定（水分析实验-公选）

计划学时

4学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

公选

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、了解配位滴定法中以EDTA为滴定剂测定水的硬度的原理，并了解水的硬度的测定方法。

2、测定水的硬度。

3、进一步练习移液管、滴定管的使用及滴定操作。

实验内容：

1、EDTA溶液的标定：

用25.00ml移液管精确吸取0.01mol/ml钙镁标准溶液，放入250ml锥形瓶中，再加入NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液5ml及络黑T3滴，用EDTA溶液滴定至溶液由酒红色转变为蓝色，记录滴定时消耗EDTA溶液的体积，平行滴定三次，滴定误差不得超过0.25ml。

取平均值，并计算EDTA溶液的物质的量浓度。

2、水硬度的测定：

用25.00ml移液管吸取水样1三份，分别放入250ml锥形瓶中，加5mlNH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液及3滴铬黑T指示剂。

用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色转变为蓝色，即为终点，记录EDTA溶液的用量。

再按同样方法，各取水样2和水样3进行滴定。

实验耗材及费用

铬黑T指示剂：

分析纯，1瓶；无水乙醇：

分析纯，1瓶；钙镁标准溶液：

分析纯，1瓶；氨水：

分析纯，1瓶；氯化铵：

分析纯，1瓶；EDTA：

分析纯，1瓶。

小计

150元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

水中化学需氧量（COD）的测定

（水分析实验-公选）

计划学时

4学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

公选

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

掌握用高锰酸钾法测定水中化学需氧量的原理和方法。

实验内容：

1、移取100ml水样于锥形瓶中,加5ml（1+3）H2SO4溶液，摇匀。

加入10.00mlKMnO4

溶液（即V1），摇匀，立即放入沸水浴中加热30min（从水浴重新沸腾起计时，沸水浴液面要高于反应溶液的液面）。

趁热加入10.00mlNa2C2O4标准溶液（即V），摇匀，立即用KMnO4溶液滴定至溶液呈微红色,记下消耗KMnO4溶液的体积（即V2）.平行滴定三次.

2、KMnO4溶液的标定：

将上述步骤1中已滴定完毕的溶液加热至65～85℃,准确加

入10.00mlNa2C2O4标准溶液，再用KMnO4溶液滴定至溶液呈微红色，记下KMnO4溶液消耗的体积，并计算KMnO4溶液的准确浓度。

实验耗材及费用

硫酸：

分析纯，1瓶；高锰酸钾：

分析纯，1瓶；无水草酸钠：

分析纯，1瓶。

小计

100元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

液体洗涤剂的制备（制备类实验-公选）

计划学时

4学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

公选

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、了解洗涤的基本过程。

2、学习简单液体洗涤剂的制备。

实验内容：

1、液体洗涤剂的制备：

按照配方经配料、溶解、加热、搅拌操作制成液体洗涤剂。

2、产品质量的检验：

pH=7.5~8.5，-5~45℃，48h不分层、不混浊、不沉淀、不凝固。

实验耗材及费用

十二烷基苯磺酸钠：

分析纯，1瓶；聚丙烯酰胺：

分析纯，1瓶；尿素：

分析纯，1瓶；甲醛：

分析纯，1瓶；柠檬香精：

分析纯，1瓶。

小计

100元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）形成的实验项目

河北理工大学轻工学院

开放实验项目登记表

实验室名称

生物与化工实验中心物理化学实验室

开放实验

项目名称

霜膏类化妆品的制备（制备类实验-公选）

计划学时

4学时

指导教师

李锋锋

每次可容

纳学生数

20

每批

分组数

10

面向专业

公选

实施时间

2009.9.10

实验目的及内容

实验目的：

1、学习乳化操作过程。

2、了解霜膏类化妆品最基本的配方的制备方法。

实验内容：

1、水相杀菌：

加热煮沸浓KOH溶液1~2min。

2、油相制备：

加热熔化硬脂酸和甘油，成油相。

3、合成产品：

90的水相加入熔化的油相中去，恒温搅拌，并加入香精、防腐剂等，冷却至室温得到产品。

实验耗材及费用

硬脂酸：

分析纯，1瓶；甘油：

分析纯，1瓶；KOH：

分析纯，1瓶；防腐剂：

1瓶；香精：

1瓶。

小计

150元

填表人

李锋锋

实验室

主任签字

年月日

中心意见

签字年月日

开放实验项目的实验内容不能与学生所在专业的实验教学计划必修内容重复，要求是综合性、设计性实验项目。

开放实验项目的设置可以采用以下几种方式：

（1）实验室拟定的综合性、设计性实验项目；

（2）属于课程教学内容拓展的、供学生选修的实验项目；

（3）学生参加各实验设计类竞赛的课题，或学生自行拟定的科技活动课题；

（4）由教师科研成果转化（提炼）