本書是在多年的教學實踐與積累的基礎上,結(jié)合化學學科發(fā)展前沿與高等學;瘜W實驗課程的特點和需求,借鑒國內(nèi)優(yōu)秀教材的前提下,將無機化學、物理化學、分析化學和有機化學的實驗進行整合優(yōu)化編寫而成的。全書以“基本技能(方法)—化學制備—結(jié)構(gòu)解析”為主線,分層次模塊化設置了教學內(nèi)容,依次包括:化學實驗的一般要求、化學實驗的基本操作、化學熱力學實驗、化學動力學實驗、元素化學實驗、表面與膠體化學實驗、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與計算化學實驗、化學分析實驗、儀器分析實驗、有機物的提取與分離實驗、合成及結(jié)構(gòu)表征實驗。
化學是在分子、原子層次上研究物質(zhì)的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律,并創(chuàng)造新物質(zhì)的科學;化學是一門以實驗為基礎的自然科學。在大學開設化學實驗課程對于學生掌握化學知識和技能,訓練科學方法和科學思維,培養(yǎng)科學精神和創(chuàng)新能力都至關(guān)重要。
大學化學實驗雖然是一門獨立設置的課程,但又與相應的理論課有密切的聯(lián)系。本書是根據(jù)化學學科發(fā)展前沿并結(jié)合編者多年來的教學實踐,將無機化學、物理化學、分析化學和有機化學的實驗加以整合、優(yōu)化而成的。全書盡量保持課程的獨立性,協(xié)調(diào)各類實驗的教學內(nèi)容,同時引入一些新概念、新方法,如綠色化學概念,對重復的內(nèi)容進行合并與優(yōu)化,對欠缺的內(nèi)容進行增補,并強化綜合和設計性實驗。這樣做的目的是希望通過實驗教學,培養(yǎng)學生的基本操作技能和化學綜合實踐能力,主要包括實驗現(xiàn)象觀察能力、實驗操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和儀器設備應用能力;進行實驗項目的綜合性和設計性改進,使實驗從以知識傳授為目的,轉(zhuǎn)向為以綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的,即在加強基本操作、基本技能訓練的基礎上,注重多種模式、多層次的綜合,同時注重實驗的應用性。通過設計實驗和開放實驗,既著力對學生查閱資料、分析和解決問題等實際工作能力的培養(yǎng),又注重因材施教,發(fā)展不同學生的個性,把實驗課程平臺作為學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要場所。本書在編寫過程中,遵循實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)規(guī)律,兼顧不同專業(yè)要求,以“基本技能(方法)一化學制備一結(jié)構(gòu)解析”為主線,建立多層次、模塊化基礎化學實驗課程教學體系。希望學生通過學習和訓練后具備以下素質(zhì)與能力:
1.經(jīng)過基本實驗嚴格的訓練,能較規(guī)范地掌握化學基本實驗方法和技能,正確使用各類相關(guān)的儀器,具有準確獲得實驗結(jié)果的能力;細致觀察和記錄實驗現(xiàn)象、正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力;對實驗結(jié)果進行分析判斷、邏輯推理的能力,正確運用化學語言進行科學表達,獨立撰寫實驗報告及準確表達實驗結(jié)果的能力。
2.通過設計性實驗和綜合性實驗的教學,具備獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的工作能力,獲得新知識和掌握科學研究方法的能力,初步形成科學的實驗思想和實踐與應用能力。
3.通過研究與創(chuàng)新性實驗的教學,靈活運用知識、理論聯(lián)系實際的能力,自我獲取知識、獨立學習的能力,從事科學研究工作的能力。
4.在培養(yǎng)實踐能力的同時,還要養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度和具備崇高的科學品德,以及認真、細致、嚴謹?shù)攘己玫目茖W作風和互助協(xié)作的團隊精神。
本書由昆明理工大學理學院應用化學系教師集體編寫。參加編寫的人員是胡顯智(第一、二、六、十章、附錄)、陳陣(第四、五、七章)、字富庭(第三、五、六、十一章)、楊保民(第一、二、八、九章)、曲雯雯(第三、四、六、七章)、江玉波(第十、十一章)、成會玲(第八、九章)、余強(附錄)。
由于作者水平有限,缺點與錯誤在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
第一章 化學實驗的一般要求
1.1 大學化學實驗課程的目的及要求
1.2 實驗室規(guī)則
1.3 常用玻璃器皿的洗滌
1.4 化學試劑
1.5 氣體鋼瓶的使用及注意事項
第二章 化學實驗的基本操作
2.1 玻璃工操作
2.2 玻璃量器及使用
2.3 稱量儀器的使用
2.4 加熱與冷卻
2.5 干燥
2.6 熔點的測定和溫度計的校正
實驗一 結(jié)晶
實驗二 蒸餾
實驗三 萃取
第三章 化學熱力學實驗
實驗四 燃燒熱的測定
實驗五 溶解熱的測定
實驗六 液相反應平衡常數(shù)的測定
實驗七 凝固點降低法測定相對分子質(zhì)量
實驗八 液體飽和蒸氣壓的測定
實驗九 雙液系的氣一液平衡相圖
實驗十 二組分簡單共熔系統(tǒng)相圖的繪制
實驗十一 電動勢法測定化學反應的熱力學函數(shù)
實驗十二 氧化還原與原電池
實驗十三 電導率法測HAc解離常數(shù)
實驗十四 解離平衡及水解反應
實驗十五 溶度積的測定
實驗十六 配位解離平衡常數(shù)的測定
實驗十七 磺基水楊酸合鐵(Ⅲ)的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定
第四章 化學動力學實驗
實驗十八 過氧化氫的催化分解
實驗十九 乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)的測定
實驗二十 蔗糖水解反應速率常數(shù)的測定
實驗二十一 丙酮碘化反應速率常數(shù)的測定
第五章 元素化學實驗
實驗二十二 鐵、鈷、鎳
實驗二十三 鉻、錳
實驗二十四 銅、銀
實驗二十五 鋅、鎘、汞
實驗二十六 錫、鉛、銻、鉍
實驗二十七 碳、硅、硼、氮、磷
實驗二十八 鹵素
實驗二十九 過氧化氫及硫的化合物
實驗三十 堿金屬、堿土金屬及鋁
第六章 表面與膠體化學實驗
實驗三十一 液體表面張力的測定
實驗三十二 固體比表面積的測定
實驗三十三 黏度法測定高聚物摩爾質(zhì)量
實驗三十四 臨界膠束濃度的測定
第七章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與計算化學實驗
實驗三十五 磁化率的測定
實驗三十六 偶極矩的測定
實驗三十七 分子光譜性質(zhì)的計算
實驗三十八 反應過渡態(tài)的搜索
第八章 化學分析實驗
實驗三十九 電子天平及滴定分析儀器使用練習
實驗四十 氫氧化鈉標準溶液的配制與標定
實驗四十一 醋酸含量的測定
實驗四十二 鹽酸標準溶液的配制與標定
實驗四十三 混合堿的測定
實驗四十四 EDTA標準溶液的配制與標定
實驗四十五 水的總硬度的測定
實驗四十六 鉛鉍混合液中鉛、鉍含量的測定
實驗四十七鋁鹽中鋁含量的測定
實驗四十八高錳酸鉀標準溶液的配制與標定
實驗四十九 過氧化氫含量的測定
實驗五十 石灰石中鈣含量的測定
實驗五十一 鐵礦石中全鐵含量的測定
實驗五十二 硫代硫酸鈉標準溶液的配制與標定
實驗五十三 硫酸銅中銅含量的測定
實驗五十四 氯化鋇中鋇含量的測定
第九章 儀器分析實驗
實驗五十五 鄰二氮菲分光光度法測定水中微量鐵
實驗五十六 水中微量氟的測定
實驗五十七 食鹽溶液中氯離子含量的測定
實驗五十八 原子吸收光譜法測定水體中鈣、鎂含量
第十章 有機物的提取與分離實驗
實驗五十九 萘的重結(jié)晶
實驗六十 從茶葉中提取咖啡因
實驗六十一 菠菜色素的提取和分離
第十一章 合成及結(jié)構(gòu)表征實驗
實驗六十二 用廢硫酸銅溶液制備五水合硫酸銅晶體
實驗六十三 由軟錳礦制備高錳酸鉀
實驗六十四 硫酸亞鐵銨的制備
實驗六十五 環(huán)己烯的制備
實驗六十六 乙酰水楊酸的制備
實驗六十七 乙酸乙酯的制備
實驗六十八 叔丁基氯的制備
實驗六十九 甲基橙的制備
實驗七十 己二酸的制備
實驗七十一 環(huán)己酮的制備及鑒定
附錄
附錄1 常見物理、化學常數(shù)(量)
附錄2 常見符號與單位
附錄3 元素符號及其名稱
附錄4 不同溫度下水的飽和蒸氣壓
附錄5 標準電極電勢
附錄6 溶度積常數(shù)
附錄7 參比電極電勢與溫度的關(guān)系
附錄8 一些配位化合物的穩(wěn)定常數(shù)
附錄9 一些無機酸的解離常數(shù)
附錄10 常用有機溶劑的沸點