泰山学院
材料化学本科专业
实验教学大纲
化学化工学院
《物理化学实验》教学大纲3
《仪器分析实验》教学大纲5
《无机化学实验》教学大纲8
《分析化学实验》教学大纲19
《有机化学实验》教学大纲25
《材料化学实验》教学大纲29
《物理化学实验》教学大纲
课程代码:z0908006 课程性质:专业主干课
课程名称:物理化学实验 英文名称:Physical Chemistry Experiments
适用专业:材料化学 开设学期:第5学期
学时:32 学分: 2
大纲拟定人:侯现明 大纲审定人:李震
审定日期:2012.9.26
一、课程简介
1、课程内容
物理化学实验是研究物质的物理性质以及这些物理性质与其化学反应间关系的一门实验科学。实验的主要内容包括以下方面:运用化学热力学方法,通过实验来测量化学反应的热效应,测定分子量、饱和蒸气压、平衡常数,绘制相图等。运用化学动力学方法,通过实验来测量化学反应的速率常数、推测反应机理等。运用电化学、表面化学的原理和方法,测定电池电动势、表面张力等。
2、课程目的
(1) 使学生能够掌握物理化学实验的基本方法和技能,从而能够根据所学原理设计实验,选择和使用仪器。
(2) 锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力,培养严肃认真、实是求是的科学态度和作风。
(3) 验证所学的原理,巩固加深对物理化学原理的理解,提高学生对物理化学知识灵活运用的能力。
3、课程要求
要求学生了解所涉及的仪器构造,理解其原理,熟练掌握操作方法,掌握每个实验的原理和步骤,正确处理数据,掌握误差分析方法,并运用误差理论选择实验仪器和处理数据、分析结果。
二、实验项目
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验类型 | 开出 要求 |
1 | 恒温槽性能的测试 | 测试恒温槽的灵敏度判断其性能 | 3 | 4 | 2 | 验证性 | 必做 |
2 | 燃烧焓的测定 | 用氧弹式量热计测定萘的燃烧焓 | 4 | 4 | 2 | 验证性 | 必做 |
3 | 溶解热的测定 | 用热化学方法测定硝酸钾在水中的稀释热和溶解热 | 3 | 4 | 2 | 综合性 | 必做 |
4 | 完全互溶双液系的气-液平衡相图绘制 | 加热法测定气液两相组分含量,绘制气液平衡相图 | 3 | 4 | 2 | 验证性 | 必做 |
5 | 两组分金属相图的绘制 | 用步冷曲线法绘制二元金属相图 | 4 | 4 | 2 | 验证性 | 必做 |
6 | 电导法测定难溶盐溶解度 | 用电导法测定碳酸钙的溶解度 | 3 | 4 | 2 | 综合性 | 必做 |
7 | 电池电动势的测定 | 测定原电池的电动势 | 3 | 4 | 2 | 综合性 | 必做 |
8 | 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 | 用旋光仪测定蔗糖在酸性条件下的动力学水解常数 | 3 | 4 | 2 | 验证性 | 必做 |
9 | 最大气泡压力法测溶液表面张力 | 用旋转滴法测定乙醇溶液的表面张力 | 3 | 4 | 2 | 验证性 | 必做 |
10 | 溶胶的制备及电泳 | 用界面移动法测定氢氧化铁溶胶的Zata电位 | 3 | 4 | 2 | 验证性 | 必做 |
三、实验所需主要仪器设备及台(套)数
项目序号 | 实验项目名称 | 主要仪器设备 | 台(套)数 |
1 | 恒温槽性能的测试 | 恒温槽一体机、数字温度温差仪 | 4 |
2 | 燃烧焓的测定 | 氧弹量热计、数字温度温差仪 | 4 |
3 | 溶解热的测定 | 量热计,温度温差仪,恒流电源 | 4 |
4 | 完全互溶双液系的平衡相图 | 沸点测定仪,阿贝折光仪 | 4 |
5 | 两组分金属相图的绘制 | 可控升降温电炉,数字温度温差仪 | 4 |
6 | 电导法测定难溶盐溶解度 | 电导率仪 | 4 |
7 | 电动势的测定及其应用 | 数字电位差综合测定仪 | 4 |
8 | 蔗糖的转化 | 旋光仪 | 4 |
9 | 最大气泡压力法测溶液表面张力 | 表面张力测定仪,阿贝折光仪 | 4 |
10 | 溶胶的制备及电泳 | 电泳仪 | 4 |
四、实验成绩评定方法
物化实验独立设课,采用平时成绩和考试成绩综合评定。
1、平时成绩,(40分),包括实验报告成绩,操作过程的表现,操作的认真程度,预习是否有报告,熟练程度,观察能力,实验操作的条理性,卫生情况,独立解决实际问题的能力,实验报告的书写质量,问题讨论的水平等。实验报告30分,实验中的综合表现10分。
实验报告要求:实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验测量数据原始记录、数据处理、作图、误差计算和误差分析、实验讨论和改进措施。
2、考试成绩,(60分),对所作过的实验内容进行操作考试。
五、参考资料
1、实验教材
复旦大学等,物理化学实验(第三版),高等教育出版社,2004.4.
2、参考教材
东北师范大学等,物理化学实验(第二版),高等教育出版社,1989.5.
《仪器分析实验》教学大纲
课程代码:z0901012 课程性质:必修
课程名称:仪器分析实验 英文名称:Experiment for Instrumental Analysis
适用专业:材料化学 开设学期:第4学期
学时:32 学分:2
大纲拟定人:刘晶静、王桂香 大纲审定人:侯现明
审定日期:2012-7-1
一、课程简介
《仪器分析实验》与《仪器分析》的教学同步进行而又相对独立。是在学生学习掌握仪器分析课程的基本原理之后,将仪器分析理论与操作应用技能融合在一起的一门独立开设的基础实验课程。实验目的在于使学生:
(1)掌握常用分析仪器的工作原理及基本操作。
(2)掌握常用的仪器分析方法及应用。
(3)掌握仪器分析中数据处理的基本方法。
(4)了解常用分析仪器的性能及常见故障的判断和处理方法。
(5)提高分析问题和解决问题的能力,培养实事求是的科学态度,为后续课程的学习以及将来从事的教学和科研工作打下良好的基础。
《仪器分析实验》主要采取演示、仪器操作、分析测试技能训练等实验方式。
二、实验项目
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验类型 | 开出 要求 |
1 | 邻二氮菲分光光度测定铁 | 掌握光度法测铁的原理及方法;掌握吸收曲线及标准曲线的绘制。(1)显色标准溶液的配制。(2)吸收曲线的绘制。(3)标准曲线的绘制。(4)铁含量的测定。 | 3 | 4 | 3 | 验证性 | 必做 |
2 | 分光光度法测定配合物组成 | 利用摩尔比法测定配合物MLn组成(1)改变邻二氮菲的含量,配制系列邻二氮菲-铁(Ⅱ)配合物;(2)在最大吸收波长处测定配合物的吸光度;(3)以吸光度A对摩尔比CL/CM作图;(4)利用A-CL/CM关系曲线求配位数。 | 3 | 4 | 3 | 验证性 | 必做 |
3 | 紫外双波长法测定苯酚含量 | 利用双波长法测定二元混合物中苯酚含量(1)绘制苯酚和对氯苯酚水溶液吸收光谱,作图法选择测量波长和参比波长;(2)测定系列标准苯酚溶液,绘制标准曲线;(3)用标准曲线法对试样中苯酚的含量进行测定。 | 3 | 1 | 3 | 验证性 | 必做 |
4 | 红外光谱的认知 | 学习固体样品的制样方法及IR光谱分析。在同样测试条件下,分别测定未知试样和已知标准试样谱图,然后加以对比分析鉴定。掌握红外光谱法在有机化合物结构定性分析的应用。 | 3 | 1 | 4 | 演示性 | 必做 |
5 | 荧光分析法测定核黄素 | 测绘核黄素的激发光谱和荧光光谱,在最佳激发波长和发射波长下,测量核黄素荧光强度和浓度的关系,绘制工作曲线,测出样品中核黄素含量。 | 4 | 1 | 3 | 验证性 | 必做 |
6 | 电位滴定法测定混合液中I-、Br-含量 | 以银电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,同试液组成工作电池,检测滴定过程中电动势的变化,利用数学方法确定终点。(1)调试仪器,连接导线;(2)对NaI溶液、NaBr与NaI混合溶液进行粗略滴定;(3)对上述样品溶液进行准确滴定。 | 4 | 4 | 3 | 验证性 | 必做 |
7 | 玻璃电极响应斜率和溶液pH值的测定 | 掌握用玻璃电极测量溶液pH值的原理和技术,学会测定玻璃电极的响应斜率。(1)测量玻璃电极的实际响应斜率。(2)一点标定法测量溶液pH值。 | 3 | 4 | 3 | 验证性 | 必做 |
8 | 循环伏安法研究电极过程的可逆性 | 掌握用循环伏安法判断电极过程可逆性的实验方法。学会测量峰电流和峰电位。(1)玻碳电极的预处理。(2)K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图。(3)不同浓度的K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图。 | 3 | 2 | 3 | 验证性 | 必做 |
9 | 高效液相色谱认知 | (1)学习高效液相色谱仪器的操作技术;(2)测定标准保留值和定量校正因子;(3)利用保留值定性方法和内标定量法对未知试样进行定性、定量分析。 | 3 | 1 | 4 | 演示性 | 必做 |
10 | 气相色谱定性定量分析基础 | (1)学习掌握气相色谱仪器操作技术;(2)学习掌握保留值、调整保留值、相对保留值测定方法;(3)学习掌握调整保留值定性法原理及峰面积归一化定量测定方法。 | 3 | 1 | 4 | 演示性 | 必做 |
三、实验所需主要仪器设备及台(套)数
可见分光光度计(4台)、红外光谱仪(1台)、紫外可见分光光度计(1台)、荧光光度计(1台)、自动电位滴定仪(4台)、高效液相色谱(1台)、气相色谱(1台)、伏安极谱仪(2台)。
四、实验成绩评定方法
以实验预习、实验操作、实验结果、实验报告及实验操作考试综合一起,作为实验最终成绩。
采用平时成绩+实验操作考试成绩的考核方式:总成绩=平时成绩×40%+实验操作考试成绩×60%。平时成绩以学生平时实验成绩综合为准,由实验预习10%、实验操作30%、实验结果20%、实验报告40%四部分构成。
五、参考资料
《仪器分析实验》,柳仁民主编,中国海洋大学出版社,2009。
《分析化学实验》(第三版),华中师范大学等校编,高等教育出版社,2001。
《仪器分析》,胡劲波等,北京师范大学出版社。
《仪器分析》,赵藻藩等,高教出版社。
《仪器分析》,武汉大学化学系,高教出版社。
《分析化学》,林树昌,曾泳淮,高教出版社。
课程代码:x0908005课程性质:学科基础课
课程名称:无机化学实验 英文名称:Experiment of Inorganic Chemistry
适用专业:应化、化工、材化、高分子
学时:32 学分:2
开设学期:第二学期 修定日期:2012-5-9
大纲拟定人:吴仁涛、韩银锋 大纲审定人:冯尚华,李廷斌
一、实验目的、实验方式及学生应掌握的实验技术及基本技能
《无机化学实验》为应用化学、材料化学、化学工程与工艺、高分子材料与工程等专业大学一年级的必修课程,为学科基础课,独立设课;其目的不仅是传授化学知识,更重要是培养学生的能力和优良的素质,掌握基本实验操作技能、实验技术、培养分析问题、解决问题的能力,养成严谨的实事求是科学态度和树立勇于开拓的创新意识。
通过本实验课程的学习,使学生掌握无机化学实验的基本操作技能;学会常见无机物的制备、分离、提纯和某些常数的测定方法;验证、巩固和加深无机化学基本理论和基本知识;培养学生独立准备和进行实验以及具有正确观察、记录、分析、总结实验现象、合理处理数据、撰写实验报告、查阅参考文献、设计和改进简单实验的能力;培养学生具有实事求是的科学态度和良好的科学习惯以及科学的思维方法;逐步使学生初步掌握科学研究的方法;为学生进一步学习后续化学课程和实验课,培养初步的科研能力打下基础。
二、实验项目及内容提要
项目序号 | 实验项目 名称 | 内容提要 | 实 验 学 时 | 仪器套数 | 每 套 人 数 | 实 验 属 性 | 开 出 要 求 |
3070101 | 实验室基础知识 | 实验目的:熟悉实验室环境(水、电、通风、消防等),了解仪器设备及化学试剂存贮情况;掌握实验分组及卫生区分工情况; 掌握实验室规则,对学生进行实验室安全、卫生、纪律教育;了解实验室三废处理的方法; 掌握无机化学实验的学习方法、考核方式、实验报告的撰写要求。 认领无机化学实验基本实验仪器,掌握玻璃仪器的洗涤、干燥、存贮方法。 基本操作:玻璃仪器的洗涤、干燥方法。 实验内容: 1.熟悉实验室环境(水、电、通风、消防、仪器试剂存贮等);实验分组及卫生分工; 2.实验室规则及实验安全教育;实验室卫生及三废处理; 3.实验学习方法、考核方式、实验报告的撰写; 4.无机化学实验常用仪器简介,仪器的认领、洗涤、干燥、存贮。 | 3 | 24 | 1 | 基础 | 必做 |
3070102 | 一般溶液的配制 | 实验目的:掌握化学试剂的分类与取用规则;掌握台称的使用方法;掌握比重计、量筒、移液管、容量瓶的使用方法。 基本操作:训练玻璃仪器的洗涤、干燥方法;学习玻璃仪器干燥器的使用方法;练习固体试剂、液体试剂的取用;练习滴瓶及胶头滴的使用方法;练习比重计、量筒的使用方法;练习吸耳球、移液管、容量瓶的使用方法;练习台称的使用方法,练习烧杯与玻璃棒的配套使用。 实验内容: 1.化学试剂的取用: 2.台秤的构造和使用方法; 3.浓硫酸比重的测量; 4.用浓硫酸配制100 mL 2.0 mol·L-1 的H2SO4溶液; 5.用固体氢氧化钠配制100mL 2.0mol·L-1 的NaOH溶液; 6.用2.00 mol·L-1 的HAC配制100mL 0.100mol·L-1 的HAC溶液。 | 3 | 24 | 1 | 基础 | 必做 |
3070105 | 醋酸解离常数的测定 | 实验目的:了解弱酸解离常数的测定方法;学会酸度计的正确使用方法;加深对弱电解质解离平衡基本概念的理解。 基本操作:学习标准溶液的配制方法;练习和巩固移液管、容量瓶的基本操作;学习pHS-3D酸度计的工作原理和使用方法;学习甘汞电极和玻璃电极的结构及安装;学习E-201复合电极的结构、保养维护、使用方法。 实验内容: 1. 用0.100 mol.L-1 HAC溶液配制系列HAC标准溶液; 2.测定系列HAC溶液的pH值; 3.若干未知弱酸标准解离常数的测定; 4.数据处理:计算理论pH值;计算c(H+)的理论与测定值;计算解离度α 、(HAC)、相对误差。 | 3 | 24 | 2 | 基础 | 必做 |
3070104 | 氯化钠的提纯 | 实验目的:学习用化学方法提纯粗食盐,同时为进一步精制成试剂级纯度的氯化钠提供原料;学习加热与冷却的方法,固体的研磨与溶解,倾析法过滤,常压过滤,减压过滤,直接蒸发、结晶、直接干燥等基本操作;学习食盐中Ca2+、Mg2+、Ba2+、SO42-的定性鉴定方法。 基本操作:练习加热与冷却;固体的研磨与溶解;数显恒温电热套的使用方法;倾析法过滤、常压过滤、减压过滤方法;循环水真空泵的使用方法;抽滤瓶与布氏漏斗的配合使用;滤纸的折叠及与普通漏斗、布氏漏斗的配合使用;pH试纸的使用;蒸发皿的使用,直接蒸发、结晶、干燥的基本操作。 实验内容: 1.粗食盐的称量、研磨与固体加热溶解; 2.除SO42-离子,不溶性杂质的倾析法过滤; 3.除Ca2+、Mg2+、Ba2+等离子,沉淀的普通过滤; 4.调节溶液的pH值,除去OH-和CO32-离子; 5.直接蒸发浓缩,电热套与蒸发皿的使用; 6.冷却结晶,减压过滤; 7.直接干燥,空气冷却,称量,计算收率; 8.产品纯度检验:检验SO42-离子;检验Ba2+、Ca2+、Mg2+等离子。 | 3 | 24 | 1 | 基础 | 必做 |
3070107 | 硫酸亚铁铵的制备及组成分析 | 实验目的:了解复盐的一般特性及硫酸亚铁铵的制备方法;熟练掌握水浴加热、蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤等基本操作;掌握高锰酸钾滴定法测定铁(II)的方法,并巩固产品中杂质Fe3+的定量分析。 基本操作:训练水浴蒸发、冷却结晶、减压过滤、滴定操作;学习KMnO4标准溶液的配制与标定方法;学习Fe3+标准溶液的配制方法;学习酸解消化炉的使用方法及尾气的吸收;初步学习紫外-可见分光光度计的使用方法。 实验内容: 1.铁屑的净化; 2.铁屑的消化酸解及FeSO4溶液的制备; 3.(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体的制备与干燥; 4.产品定性检验:NH4+、Fe2+、SO42-的定性分析; 5.产品含量测定(KMnO4滴定法); 6.产品中Fe3+的定量分析(分光光度法); 7.产品等级的确定及产率计算。 | 4 | 8 | 6 | 综合 | 必做 |
3070108 | 三草酸根合铁(III)酸钾的制备 | 实验目的:了解三草酸根合铁(III)酸钾的性质用途;了解一般配合物的制备方法,掌握以硫酸亚铁铵为原料制备三草酸根合铁(III)酸钾的原理和方法,训练无机合成的基本操作。 基本操作:学习原料配比、沉淀制备与洗涤、H2O2氧化法制备配合物的方法;训练易水解化合物的溶解、加热与搅拌、沉淀与洗涤、沉淀分离(倾析法、减压过滤)、水浴蒸发、促进结晶、晶体洗涤、产品干燥等基本操作。 实验内容: 1.FeC2O4·2H2O沉淀的制备; 2. K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的制备(H2O2氧化法); 3.产物的重结晶提纯,计算收率; 4.产物定性分析:K+、Fe3+、C2O42-的鉴定。 5.红外光谱鉴定C2O42-和结晶水(选做,开放实验)。 | 3 | 24 | 2 | 基础 | 必做 |
3070117 | P区元素-氧、硫、氯、溴、碘 | 实验目的:掌握过氧化氢的主要性质;掌握硫化氢的还原性、亚硫酸及其盐的性质、硫代硫酸及其盐的性质和过二硫酸盐的氧化性; 掌握卤素单质氧化性和卤化氢还原性的递变规律;掌握卤素含氧酸盐的氧化性;.学会H2O2,S2-,SO32-,S2O32-,Cl-,Br-,I-的鉴定方法。 实验内容: 1.过氧化氢的性质; 2.硫化氢的还原性和S2-鉴定; 3.亚硫酸的性质和SO32-鉴定; 4.硫代硫酸及其盐的性质; 5.过硫酸盐的氧化性; 6.卤化氢还原性; 7.氯、溴、碘含氧酸盐的氧化性; 8.Cl-、Br-、I-的鉴定; 9.Cl-、Br-、I-混合离子的分离与鉴定。 | 3 | 24 | 1 | 基础 | 必做 |
3070118 | d区元素——铬、锰、铁、钴、镍 | 实验目的:掌握Cr、Mn、Fe、Co、Ni氢氧化物的酸碱性和氧化还原性;掌握铬、锰重要的氧化态之间的转化反应及其条件;掌握Fe、Co、Ni配合物的生成和性质;掌握Mn、Fe、Co、Ni硫化物的溶解性;学习Cr3+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+鉴定方法。 实验内容: 1.铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的生成和性质; 2. Cr(III)的还原性和Cr3+的鉴定; 3. Cr2O72-、MnO4-、Fe3+的氧化性与Fe2+的还原性; 4. 铬、锰、铁、钴、镍硫化物的性质; 5.铁、钴、镍的配合物; 6. Zn2+、Cu2+的鉴定; 7.混合离子的分离与鉴定: (1)Cr3+和Mn2+的混合溶液; (2)可能含Pb2+、Fe3+、Co2+的混合溶液。 | 3 | 24 | 1 | 基础 | 必做 |
3070119 | ds区元素-Cu,Ag,Zn,Cd,Hg | 实验目的:掌握Cu、Ag、Zn、Cd、Hg氧化物和氢氧化物的性质;掌握Cu(I)-Cu(II)、Hg(I)-Hg(II)之间的转化反应及其条件;了解Cu(I)、Ag(I)、Hg(I)卤化物的溶解性;掌握Cu、Ag、Zn、Cd、Hg硫化物的溶解性;掌握Cu、Ag、Zn、Cd、Hg配合物的生成和性质;学习Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等离子的鉴定方法。 实验内容: 1.铜、银、锌、镉、汞氧化物和氢氧化物的生成和性质; 2.Cu(I)化合物的生成和性质; 3. Ag(I)系列实验; 4. 铜、银、锌、镉、汞硫化物的生成和性质; 5.汞盐与KI的反应; 6.Zn2+、Cu2+的鉴定; 7.混合离子的分离与鉴定: (1)Cu2+、Ag+、Fe3+ (2)Zn2+、Cd2+、Ba2+ | 3 | 24 | 1 | 基础 | 必做 |
3070120 | 常见金属阳离子与阴离子的分离与鉴定 | 实验目的:学习常见金属阳离子与阴离子的分离和鉴定方法;设计实验方案对典型混合阴离子和混合阳离子进行还原分离与鉴定;培养综合运用基础知识的能力。 实验内容: 1.设计方案对下列混合阴离子进行还原分离与鉴定: (1) Cl-,PO43-,SO42- (2) SO32-,S2O32,SO42- (3) Cl-,CO32-,SO42-,NO3- (选做) 2.设计方案对下列混合金属阳离子进行还原分离与鉴定: (1) Cr3+、Mn2+、Ni2+ (2) Al3+、Fe3+、Zn2+ (3) Ba2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+ (选做) | 3 | 24 | 1 | 设计 | 必做 |
合计 | | | 32 | | | | |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数
控温式电热套,24台;台秤,8台;电子天平,2台;电子分析天平,2台;二氧化碳钢瓶,2套;循环水式真空泵,4台;旋转蒸发器,2台;玻璃仪器干燥器,2台;集热式恒温加热磁力搅拌器,24台;pHS-3D酸度计,8台;福廷式大气压计,2台;紫外-可见分光光度计,2台;电热鼓风干燥箱,2台。
四、实验成绩评定方法
①实验考核方式:实行操作考试,以百分制计分,即:操作技能55%,实验结果30%,问题解答15%
②实验报告成绩评定:以百分制计分,即:实验预习20%、实验过程(安全、卫生、纪律)30%,实验结果记录与数据处理30%、结果与讨论20% ;综合扣分:违反课堂纪律-5分,违反安全与卫生规定-10分,迟交报告-5分,旷课(缺交)或抄袭报告为0分。
③总实验成绩构成:实验报告30%,期末操作考试70%;
五、参考资料
1.实验教科书:大连理工大学无机化学教研室编《无机化学实验》(2版),高等教育出版社,2004.6;
2.实验参考书
(1)无机及分析化学实验,南京大学《无机及分析化学实验》编写组,高等教育出版社,2006
(2)大学化学实验,南京大学《大学化学实验》教学组编,高等教育出版社,2000
(3)无机化学实验(第三版),北京师范大学无机化学教研室等编,高等教育出版社,2001
(4)杨春等.无机化学实验[M].天津:南开大学出版社,2007.9
《分析化学实验》教学大纲
课程代码:z0908002 课程性质:专业主干课
课程名称:分析化学实验 英文名称:Analytical Chemistry Experiment
适用专业:材料化学 开设学期:第2学期
学时:32 学分:2
大纲拟定人:季宁宁 王芬 大纲审定人:侯现明
审定日期:2012.10
课程简介
分析化学实验是高等学校材料化学专业的一门专业主干课,是在学习了分析化学的基础上开设的。实验内容包括酸碱滴定分析、络合滴定分析和氧化还原滴定分析。通过学习分析化学实验,旨在使学生掌握以下知识和技能:
1、使学生掌握化学分析的基本操作,较系统地学习化学分析实验的基本知识并树立“量”的概念。
2、运用误差理论和分析化学理论知识,正确处理实验数据,以保证实验结果准确可靠。
3、培养学生良好的实验习惯,实事求是的科学态度,培养学生分析归纳的能力、创新精神和独立工作能力。
二、实验项目
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验类型 | 开出 要求 |
1 | 仪器清点与洗涤 | 一、 需要清点的仪器 酸式滴定管、碱式滴定管、移液管、锥形瓶、量筒、烧杯、洗瓶、试剂瓶、洗耳球 二、掌握正确的洗涤方法 | 3 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
2 | 滴定分析基本操作练习 | 一、实验原理 掌握滴定管的使用方法 二、实验步骤 1、配制0.10mol/L 的NaOH、HCl溶液 2、滴定操作练习 (1)以酚酞为指示剂用NaOH滴定HCl (2)以甲基橙为指示剂用HCl滴定NaOH (3)体积比测定 由酸式滴定管放出20mLHCl于锥形瓶中,加1~2滴酚酞,用NaOH溶液滴定溶液呈微红色,且半分钟不褪色为终点。读取并准确记录体积,平行测定三次。 三、数据处理 | 3 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
3 | NaOH标准溶液的标定及铵盐中氮含量的测定(甲醛法) | 一、实验原理 二、实验步骤 1、准确称取邻苯二甲酸氢钾0.4~0.5g于锥形瓶中,加20-30mL水,温热使之溶解,冷却后加1-2滴酚酞,用0.10mol·L-1NaOH溶液滴定至溶液呈微红色,半分钟不褪色,即为终点。平行标定三份。 2、称取铵盐试样0.13-0.16g 加入10mL1:1的中性甲醛溶液,1~2滴酚酞,摇匀,静置1min。 3、用标准溶液滴定至溶液呈淡红色且半分钟不褪色为终点,平行测定三次。 三、数据记录及数据处理 | 4 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
4 | 混合碱的分析(双指示剂法) | 一 、实验原理 二、 实验步骤 1、HCl标准溶液的标定 2、移取试样25.00mL进行分析,加入2~3滴酚酞,以HCl标准溶液滴定至溶液由红色变为微红色,记下V1;再加入2滴甲基橙,继续用HCl标准溶液滴定至溶液由黄色恰变为橙色,记下V2。 三 、数据记录及数据处理 | 4 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
5 | Na3PO4~Na2HPO4混合液中各组分浓度的测定 | 一、实验原理 二、实验步骤 准确移取25.00 mL的Na3PO4~Na2HPO4混合液置于250mL锥形瓶中,加入百里酚酞指示剂2d,用0.1mol/LHCl 滴定至溶液从蓝色变为无色,记下消耗体积V1;加入甲基红3~4滴,用0.1mol/L HCl滴定至溶液从黄色变为橙色,记下消耗体积V2。平行测定三次。 三、数据记录及数据处理 | 3 | 45 | 2 | 设计研究性 | 必做 |
6 | EDTA标准溶液的配制和标定 | 一、基本操作 容量瓶的使用 二、EDTA标准溶液的配制 三、EDTA标准溶液的标定 实验步骤 1.标准溶液的配制 准确称取干燥过的0.4~0.5g,用少量水润湿,盖上表面皿,慢慢滴加1:1HCl 10mL使其溶解,定量转移至250mL容量瓶中,定容、摇匀,计算其准确浓度。 2.滴定 (三)数据记录及数据处理 见实验报告
| 3 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
7 | 水的总硬度的测定 | 一、 实验原理 二、实验步骤 1. 取水样:100mL 2. 控制水样的pH值:加入氨性缓冲溶液5mL,控制pH=10 3. 滴定:用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色——蓝色 三、数据记录及数据处理 水的硬度有多种表示方法,常以水中、总量换算为含量的方法表示,以每升水中含10mg为1度 ( o ),用度来表示水的硬度。即1度=10mg/1L(H2O)。 | 3 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
8 | 铅、铋混合液中铅、铋含量的连续滴定 | 一、实验原理 二、实验步骤 移取混合液25.00mL于250mL锥形瓶中,加入10mL 0.10,2滴二甲酚橙,用EDTA滴定溶液由紫红色突变为亮黄色,即为终点,记取,然后加入10mL 200g方亚甲基四胺溶液,用EDTA滴定溶液由紫红色突变为亮黄色。 三、数据记录及数据处理 见实验报告
| 3 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
9 | 高锰酸钾标准溶液的配制和标定 | 一、实验原理 二、实验步骤 1、基准物质的称取及溶解: 准确称取0.13~0.16g基准物质置于250mL锥形瓶中,加40mL水溶解。 2.溶液的标定 溶解后的溶液,加10mL 3,加热至70-80℃,趁热用溶液进行滴定。 三、数据记录及数据处理 | 3 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
10 | 高锰酸钾法测定H2O2的含量 | 一、实验原理 酸性介质、室温下: 为自身指示剂,终点颜色:微红色(半分钟内不裉色) 二、实验步骤 1.溶液的配制 移取溶液1.00mL置于100mL容量瓶中,加水稀释,定容,摇匀。 2.含量的测定 移取配制得到的溶液25.00mL于锥形瓶中,加入3 5mL,用标准溶液滴定到溶液呈微红色,半分钟不褪色即为终点。平行三次。 三、数据记录及数据处理 | 3 | 45 | 2 | 验证性 | 必做 |
三、实验所需主要仪器设备及台(套)数
电子天平 2台 酸式滴定管 45个 碱式滴定管45个
洗瓶 45个 移液管45个 试剂瓶90个 锥形瓶135个
烧杯 45个 量筒 45个
四、实验成绩评定方法
采取“平时+实验操作考试”的综合考核方式。平时成绩的考核,主要是考核学生的实验预习情况、实验操作情况、实验分析结果情况、实验报告情况及实验中分析解决问题的能力、应付意外情况的应变能力等。实验操作考试通常放在期末,包括分析化学实验基本操作、以及数据记录情况和数据处理情况。平时成绩和期末操作考试成绩分别占总成绩的30%和70%。
五、参考资料
《分析化学实验》华中师大、东北师大、陕西师大、北京师大编,第三版,高等教育出版社。
《分析化学实验》武汉大学编,第四版,高等教育出版社。
《有机化学实验》教学大纲
课程代码:z0901009 课程性质:专业主干课
课程名称:有机化学实验 英文名称:Organic chemistry Experiment
适用专业:材料化学 开设学期:第四学期
实验学时/总学时:32 实验学分/总学分: 2
大纲拟定人:马世营、段文增 大纲审定人:侯现明
审定日期:2012-08-29
一、课程实验内容简介
1、实验目的:
①训练学生进行有机化学实验的基本操作技能;
②实践、印证并加深理解所学的理论知识;
③培养学生驾驭实验、设计和创新实验的能力;
④熏陶学生的环保意识和团队精神;
⑤养成学生良好的实验作风和实验习惯。其主要教学内容包括实验常识讲授 、操作理论讲授、基本操作训练、分离纯化实验、有机合成实验、化合物性质实验、设计性实验等。
2、实验方式:仪器操作
3、基本要求:
①通过实验学生要学会一些重要有机物的制备、分离和提纯方法,加深对典型有机反应的理解。
②通过性质实验,验证各类常见有机物的主要性质和鉴定方法,以丰富学生的感性知识,巩固和加深有机化学理论的基本知识。
③学会正确观察实验现象,合理处理数据,准确描绘仪器装置简图,撰写实验报告,查阅化学手册。
④通过基础性实验、多步合成实验与设计性实验,学生要养成实事求是的科学态度和良好的实验习惯,并在分析问题和解决问题、实验技能、实验设计、创新意识与创新能力等方面有较大的提高。
实验项目及内容提要
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验类型 | 开出 要求 |
1 | 有机化学实验一般知识 | 课堂讲授;试验室一般知识、(课程的性质、任务、要求、考试方法等)洗涤仪器、组装蒸馏、回流装置 | 3 | 50 | 2 | 综合性 | 必做 |
2 | 有机物元素的定性分析 | 实验室钠熔法分析测定样品中N、S、X、等元素 | 3 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
3 | 蒸馏和沸点的测定 | 安装蒸馏装置测水和乙醇的沸点。 | 3 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
4 | 重结晶提纯 | 用重结晶法精制乙酰苯胺;热水漏斗的使用 | 3 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
5 | 乙酰苯胺的制备 | 由苯胺和冰醋酸合成乙酰苯胺;熟悉巩固重结晶操作。 | 4 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
6 | 茶叶中咖啡因的提取 | 1、用索氏提取器提取咖啡因2、升华法提纯咖啡因. | 3 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
7 | 乙酸乙酯的制备 | 酸催化下乙酸与乙醇的酯化反应;巩固蒸馏、分液漏斗的操作。 | 3 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
8 | 正丁醚的制备 | 1、带分水器的回流装置制备正丁醚、2、除去杂质3、干燥后蒸馏提纯 | 4 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
9 | 2-甲基-2-氯丁烷的制备 | 进一步巩固蒸馏的基本操作 | 3 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
10 | 二苄叉丙酮的制备 | 利用反应物的投料比控制反应产物 | 3 | 50 | 2 | 验证性 | 必做 |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数
序号 | 实验项目名称 | 主要仪器设备 | 主要材料 | 备注 |
1 | 有机化学实验一般知识 | 烧瓶、蒸馏头、冷凝管、接收器等下同 | | |
2 | 有机物元素的定性分析 | 烧杯试管等 | 金属钠、硝酸银、硫酸亚铁等 | |
3 | 蒸馏和沸点的测定 | 蒸馏装置 | 水、乙醇 | |
4 | 重结晶提纯 | 减压泵,热水漏斗 | 乙酰苯胺 | |
5 | 乙酰苯胺的制备 | 回流装置、抽滤装置、烧杯等 | 乙酸、苯胺、锌粉 | |
6 | 茶叶中咖啡因的提取 | 索氏提取器、蒸馏装置、蒸发皿、漏斗等 | 95%乙醇、氧化钙 | |
7 | 乙酸乙酯的制备 | 蒸馏装置、分液漏斗等。 | 乙酸、乙醇、浓硫酸、饱和碳酸钠、无水硫酸镁 | |
8 | 正丁醚的制备 | 分水器、两颈烧瓶、球形冷凝管、直形冷凝管等 | 正丁醇、无水氯化钙、浓硫酸、等 | |
9 | 2-甲基-2-氯丁烷的制备 | 烧瓶、分液漏斗、蒸馏装置、 | 叔丁醇、浓盐酸无水氯化钙等 | |
10 | 二苄叉丙酮的制备 | 烧杯、烧瓶、抽滤装置 | 苯甲醛、丙酮、乙醇、10%氢氧化钠、醋酸 | |
注:其它实验主要仪器为有机实验常用仪器:各种规格烧杯、标准口烧瓶,直、 球型冷凝管,蒸馏头,多规格锥瓶、分液漏斗,弯接管,弯管塞,干燥管,空心塞,接头,接引管等。 |
四、实验成绩评定方法
实验考核方式采用操作和平时成绩相结合的方式进行,学期末为操作考试,实验平时成绩(包括操作和实验报告成绩)与期末考核相结合,平时成绩、期末考核成绩在课程总成绩中所占比例为40%、60%。
五、参考资料
实验教材:曾昭琼主编《有机化学实验》;高等教育出版社,第三版。
参考教材:黄涛主编《有机化学实验》:高等教育出版社,第二版
周科衍 吕俊民主编,《有机化学实验》高等教育出版社,第三版
《材料化学实验》教学大纲
课程代码:Z0909003 课程性质:专业主干课
课程名称:《材料化学实验》 英文名称:Materils Chemistry Practice
适用专业:材料化学
学时:36 学分: 2
开设学期:5
大纲拟定人:李廷斌 大纲审定人:李廷斌
修定日期:2012-5-10
实验一:金属线膨胀系数的测量
一、实验目的、实验方式及学生应掌握的实验技术及基本技能
1、实验目的:1. 掌握一种测线膨胀系数的方法;
2. 学习用作图法处理数据。
2、实验方式:技能训练.
二、实验项目及内容提要
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验属性 | 开出 要求 | 适用专业 |
1 | 金属线膨胀系数的测量 | 1、用游标卡尺测出室温t1下待测金属杆的长度 2、打开实验仪电源,打开加热开关,调节温度 3、逐差法处理实验数据 | 2 | 1 | 5 | 综合 | 必做 | 材料化学 |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数(5号黑体)
FT-HX-Ⅱ 金属线膨胀系数测定仪、千分表、游标卡尺。
四、实验成绩评定方法(5号黑体)
(1) 每次实验必须在课堂完成实验报告的原始记录,并经指导教师签字。作用有二:一是检查原始记录是否正确;二是考核学生上实验课情况。
(2) 通过提问、观察及批改实验报告等方式来对学生在实验准备、实验操作规程的执行情况及实验报告等方面进行考核并给出相应的成绩
五、参考资料
(1)自编实验指导书
(2)设备使用说明书
实验二:材料的冲击实验
一、实验目的、实验方式及学生应掌握的实验技术及基本技能(5号黑体)
1、实验目的:1.观察分析低碳钢和铸铁两种材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌,并进行比较。
2.测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度。
3.了解冲击试验方法。
4、实验方式:技能训练.
二、实验项目及内容提要(5号黑体)
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验属性 | 开出 要求 | 适用专业 |
1 | 材料的冲击实验 | 1、测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。 2、根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表 4、安装试样。 5、进行试验。 6、记录表盘上所示的冲击功AKU值。取下试样,观察断口。试验完毕,将试验机复原。 | 2 | 1 | 5 | 综合 | 必做 | 材料化学 |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数
1.XJU-22冲击试验机,冲击速度约5m/s。
2.游标卡尺
四、实验成绩评定方法
(1) 每次实验必须在课堂完成实验报告的原始记录,并经指导教师签字。作用有二:一是检查原始记录是否正确;二是考核学生上实验课情况。
(2) 通过提问、观察及批改实验报告等方式来对学生在实验准备、实验操作规程的执行情况及实验报告等方面进行考核并给出相应的成绩
五、参考资料
(1)自编实验指导书
(2)设备使用说明书
实验三:单晶体X射线衍射
一、实验目的、实验方式及学生应掌握的实验技术及基本技能
1、实验目的:1. 理解晶体的基本概念和XRD的基本原理。
2. 了解并掌握X-射线衍射仪的结构和使用方法。
3. 熟悉定性相分析方法。
4. 培养学生获得一定的独立工作能力和科学研究能力。
2、实验方式:技能训练.
二、实验项目及内容提要(5号黑体)
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验属性 | 开出 要求 | 适用专业 |
1 | 单晶体X射线衍射 | 1、菜单 2、扫晶胞 3、收集数据 4、数据还原 | 2 | 1 | 5 | 综合 | 必做 | 材料化学 |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数
Bruker SMART APEX II型单晶X射线衍射仪。
四、实验成绩评定方法
(1) 每次实验必须在课堂完成实验报告的原始记录,并经指导教师签字。作用有二:一是检查原始记录是否正确;二是考核学生上实验课情况。
(2) 通过提问、观察及批改实验报告等方式来对学生在实验准备、实验操作规程的执行情况及实验报告等方面进行考核并给出相应的成绩
五、参考资料
(1)自编实验指导书
(2)设备使用说明书
实验四:粉体粒度分布的测定
一、实验目的、实验方式及学生应掌握的实验技术及基本技能
1、实验目的:了解LS900型激光粒度仪的工作原理和结构组成。学会用其来测量各种粉体材料的尺寸分布(粒度分布)。
2、实验方式:技能训练.
二、实验项目及内容提要(5号黑体)
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验属性 | 开出 要求 | 适用专业 |
1 | 粉体粒度分布的测定 | 1、依次打开测量单元、显示器和计算机主机的电源。 2、将静态样品池内装满水(注意:将其中的气泡排干净),插入测量单元的进样插槽。 3、观察显示屏幕上的“背景光能分布”。 | 2 | 1 | 5 | 综合 | 必做 | 材料化学 |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数(5号黑体)
LS900型激光粒度仪由测量单元、静态样品池、循环进样器、微型计算机和打印机组成。
四、实验成绩评定方法(5号黑体)
(1) 每次实验必须在课堂完成实验报告的原始记录,并经指导教师签字。作用有二:一是检查原始记录是否正确;二是考核学生上实验课情况。
(2) 通过提问、观察及批改实验报告等方式来对学生在实验准备、实验操作规程的执行情况及实验报告等方面进行考核并给出相应的成绩
五、参考资料
(1)自编实验指导书
(2)设备使用说明书
实验五:用WRX-4显微熔点仪测定咪唑的熔点
一、实验目的、实验方式及学生应掌握的实验技术及基本技能
1、实验目的:1、了解熔点测定的意义;
2、掌握WRX-4显微熔点仪测定的操作方法;
2、实验方式:技能训练.
二、实验项目及内容提要
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验属性 | 开出 要求 | 适用专业 |
1 | 用WRX-4显微熔点仪测定咪唑的熔点 | 1、先在洁净干燥的载玻片上放微量待测样品 2、打开电源开关,屏幕显示待机画面,等待下一步指令 3、预设起始温度并升温 4、记录初、终温度 5、重复测量 | 2 | 1 | 5 | 综合 | 必做 | 材料化学 |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数
WRX-4显微熔点仪
四、实验成绩评定方法
(1) 每次实验必须在课堂完成实验报告的原始记录,并经指导教师签字。作用有二:一是检查原始记录是否正确;二是考核学生上实验课情况。
(2) 通过提问、观察及批改实验报告等方式来对学生在实验准备、实验操作规程的执行情况及实验报告等方面进行考核并给出相应的成绩
五、参考资料
(1)自编实验指导书
(2)设备使用说明书
实验六:材料硬度的测定
一、实验目的、实验方式及学生应掌握的实验技术及基本技能
1、实验目的:1、了解硬度测定的意义;
2、掌握努普(knoop)硬度的测定方法;
2、实验方式:技能训练.
二、实验项目及内容提要
项目序号 | 实验项目名称 | 内容提要 | 实验 学时 | 仪器 套数 | 每套 人数 | 实验属性 | 开出 要求 | 适用专业 |
1 | 材料硬度的测定 | 1、 打开硬度计的电源,旋转试验力变换手轮,选择试验力。 2、 测量 3、 如果认为测量有误差,可重复上述程序再次测量。 | 2 | 1 | 5 | 综合 | 必做 | 材料化学 |
三、实验所需重要仪器设备及台(套)数
努普(knoop)硬度计
四、实验成绩评定方法
(1) 每次实验必须在课堂完成实验报告的原始记录,并经指导教师签字。作用有二:一是检查原始记录是否正确;二是考核学生上实验课情况。
(2) 通过提问、观察及批改实验报告等方式来对学生在实验准备、实验操作规程的执行情况及实验报告等方面进行考核并给出相应的成绩
五、参考资料
(1)自编实验指导书
(2)设备使用说明书