《物化实验》PPT课件

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1、物理化学实验理论课主讲：田英绪论1.课程目的物理化学实验是一门独立的化学基础课程，其主要目的是：（1）学习和了解物理化学的实验原理、方法和实验技术，培养实验的设计、仪器的选用和操作能力。（2）培养对实验现象的观察能力，掌握正确记录实验数据、规范列表、作图等数据处理方法。（3）提高运用误差理论进行误差分析和实验讨论能力。2.课程要求（1）预习实验原理、相关实验技术和仪器使用方法，领会操作要点，并在实验记录本上设计好原始数据记录表格。（2）实验课准时签到，认真听取教师指导，严格控制实验条件，忠实原始记录，培养良好的记录习惯和整洁有序、安全操作、勤于思考

2、的实验作风。（3）认真书写实验报告。实验报告内容包括：实验目的、简要原理、装置简图及实验步骤、数据记录与处理、误差分析及实验讨论，讨论内容主要是结合实验现象，分析和解释误差的主要来源以及对实验方法、仪器和操作方面的改进意见。实验报告必须由个人独立完成。3.教学实施的三个环节（1）实验技术讲座绪论误差分析和数据处理热化学测量技术与仪器真空与测压技术及仪器电学测量技术与仪器光学测量技术与仪器（2）实验操作学生共需完成16-20个实验，分两学期完成，内容包括热力学、动力学、电化学、结构化学、表面和胶体化学等知识点。（3）考核平时成绩（50％）。包括：预习

3、报告，实验操作，卫生纪律，实验报告等几方面。期末笔试成绩（50％）。笔试内容：实验原理，仪器操作，误差计算，思考题讨论等几方面。4.实验题目（上）液体饱和蒸气压的测定双液系气－液平衡相图的测定燃烧热的测定凝固点降低法测定摩尔质量偏摩尔体积测定分光光度法测定弱电解质电离常数络合物磁化率测定溶液法测定极性分子偶极矩实验题目（下）原电池电动势的测定离子迁移数的测定镍极化曲线测定蔗糖水解反应速率常数测定乙酸乙酯皂化反应速率常数测定丙酮碘化反应电导法测定临界胶束浓度粘度法测定高聚物分子量最大气泡法测定液体表面张力溶液吸附法测定固体样品比表面第一

4、部分误差分析和数据处理在测量时，由于所用仪器、实验方法、条件控制和试验者观察局限等限制，任何实验都不可能测得一个准确的数值，测量值和真值之间必然存在一个差值，称为测量误差。根据误差的种类、性质及产生原因，可将误差分为系统误差、偶然误差（随机误差）和过失误差三种。过失误差是指实验过程中犯了某种不应有的错误所引起的误差，是可以避免的。一、系统误差在相同条件下多次测量同一物理量时，测量误差的大小和符号都不变；在改变测量条件时，它又按照某一确定规律而变化的测量误差称为系统误差。系统误差和偶然误差不同，它的特点是：①不具有抵偿性，即在相同条件下多次测量，系统

5、误差无法抵消。②产生系统误差的各种因素是可以被发现和加以克服的。1、产生系统误差的因素（1）仪器构造不完善。（2）测量方法本身的影响。（3）环境方面的影响。（4）化学试剂纯度不够的影响。（5）测量者个人操作习惯的影响。2、系统误差的种类系统误差大致可分为不可变系统误差和可变系统误差。在整个测量过程中，符号和大小固定不变的误差称为不变的系统误差。可变性的系统误差是随测量值或时间的变化，误差值和符号也按一定规律变化的误差。需要注意的是，这种系统误差和偶然误差不同，前者的变化是有规律的，可以被发现和克服；而后者则相反，变化是无规律的，是无法克服的随机误差

6、。可变系统误差在实验中是经常存在的。3、系统误差的判断（1）实验对比法。改变产生系统误差的条件，进行对比测量发现系统误差。这种方法用于发现不变的系统误差。（2）数据统计比较法。对同一物理量进行二组（或多组）独立测量，分别求出它们的平均值和标准误差，判断是否满足偶然误差的条件来发现系统误差。设两组数据的平均值和标准误差为：，；，若不存在系统误差，有下列关系：例1：雷莱用不同的方法制备氮气，发现有不同的结果，采用化学法（热分解氮的氧化物）制备氮气，其平均值及标准误差为：由空气液化制氮气所得的平均密度及标准误差为：由于可以确定，两组结果之间必存在着系统误

7、差。且由于操作技术引起系统误差的可能极小。当时雷莱并没有企图使两者之差变小，相反他强调两种方法的差别，从而导致了雷莱等人后来发现了惰性气体的存在。4、系统误差的计算在有些实验中，可估算由于改变某一因素而引入的系统误差，对于分析系统误差的主要来源有参考价值。例2：在蔗糖转化试验中，估算由温度偏高1度对反应速度常数K所引起的系统误差。由阿累尼乌斯公式：实验时温度由298K偏高1度，活化能Ea＝11000卡/mol，常数R＝1.987卡/mol·K即温度偏高1度，将引起K值6％的系统误差。5、系统误差的减小和消除（1）消除产生系统误差的根源。从产生误差的

8、根源上消除系统误差是最根本的方法。它要求实验者对测量过程中可能产生系统误差的各种环节作仔细分析，找出原因并在测量前加以排除