物理化學實驗（第4版）/北京大學化學基礎實驗教材係列 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　物理化學實驗是北京大學化學學院本科生的一門重要的必修實驗基礎課。《北京大學化學基礎實驗教材係列：物理化學實驗（第4版）》是我校化學學院物理化學實驗課的傳統教材。自1981年以來，已經再版三次。1987年曾獲全國優秀教材國傢教委二等奬。
　　修訂後的第4版，內容涉及物理化學的各個分支：熱力學，動力學，電化學，膠體化學，結構化學和錶麵化學等諸方麵。與第3版相比，在“實驗部分”中，增加瞭振蕩反應、循環伏安法和NH4C1-NH4N03-H20二鹽水相圖等實驗，並對部分實驗（如丙酮碘化等）的體係、內容、思考題和參考資料進行瞭較大的修改和更新。在“儀器和方法”部分，以較大的篇幅將物理化學實驗中的重要儀器和典型的實一驗方法介紹給讀者，並提供實驗安全操作、物理化學實驗文獻資料的查閱方法和常用數據等內容。
　　《北京大學化學基礎實驗教材係列：物理化學實驗（第4版）》除可供大專院校師生作教材外，還可作為實驗技術方麵的參考書。

內頁插圖

目錄

A. 緒論
A.1 目的和要求
A.2 誤差和數據處理

B．實驗
B.1 恒溫槽調節與溫度控製
B.2 燃燒熱的測定
B.3 溶解熱的測定
B.4 差熱分析
B.5 液體飽和蒸氣壓的測定
B.6 凝固點降低法測摩爾質量
B.7 偏摩爾體積的測定
B.8 雙液體係沸點一成分圖的繪製
B.9 二組分閤金體係相圖的繪製
B.10 三組分體係等溫相圖的繪製
B.11 絡閤物組成和穩定常數的測定
B.12 分配係數的測定
B.13 色譜法測定無限稀釋活度係數
B.14 二組分溶液活度係數的測定
B.15 B-Z 振蕩反應
B.16 蔗糖的轉化
B.17 乙酸乙酯皂化反應
B.18 環戊烯氣相分解反應
B.19 丙酮碘化反應
B.20 乙醇脫水復相反應
B.21 硫氰化鐵的快速反應
B.22 離子遷移數的測定
B.23 交流電橋法測電解質溶液的電導
B.24 電動勢的測定及其應用
B.25 氫超電勢的測定
B.26 鐵的極化和鈍化麯綫的測定
B.27 e-pH 麯綫的測定
B.28 循環伏安法
B.29 溶液錶麵吸附的測定
B.30 溶膠的製備和性質
B.31 膠體體係電性的研究
B.32 沉降分析
B.33 固體在溶液中的吸附
B.34 靜態重量法測定固體比錶麵積
B.35 粘度法測高分子化閤物的相對分子質量
B.36 稀溶液法測定極性分子的偶極矩
B.37 HC1 紅外光譜的測定
B.38 X 射綫粉末圖的測定
附：PDF 卡片的使用說明
B.39 磁化率的測定
B.40 NMR 譜測定丙酮酸水解速率常數及平衡常數

C.儀器裝置
C.1 溫度測量
C.2 氣壓計
C.3 真空技術
C.4 阿貝摺射儀
C.5 鏇光儀
C.6 電位差計的構造和電動勢的測定
C.7 幾種電極的性質和製備
C.8 密度的測定
C.9 錶麵張力的測定

D.附錄
D.1 實驗室安全
D.2 物理化學數據資料和實驗參考書簡介
D.3 國際單位製（SI）
D.4 部分物理化學常用數據錶

前言/序言

深入探索材料科學的奧秘：高分子物理與化學基礎實驗指南 本書特色： 本書匯集瞭當代高分子科學領域的前沿實驗技術與經典理論驗證，旨在為高等院校材料科學、化學、高分子工程等相關專業的學生和研究人員提供一套全麵、深入、實用的實驗指導手冊。內容涵蓋瞭高分子閤成、結構錶徵、性能測試、加工成型等多個核心模塊，通過精選的典型實驗項目，引導讀者係統掌握高分子材料的物理化學基礎規律及其在工程應用中的實際錶現。 第一部分：高分子閤成與聚閤反應動力學 本部分重點闡述各類聚閤反應的機理、控製方法及反應動力學研究。 實驗一：自由基聚閤反應的動力學研究 該實驗通過實時監測苯乙烯在偶氮二異丁腈（AIBN）引發下的聚閤過程，利用在綫粘度計或光散射技術，精確測定聚閤反應的初始速率、鏈增長速率常數和終止速率常數。實驗中將探討不同引發劑濃度、單體濃度對反應速率的影響，並結閤“Mayo方程”分析鏈轉移過程對分子量分布的影響。重點強調如何通過實驗數據擬閤，確定反應級數和活化能，深入理解自由基聚閤的機理。 實驗二：可控/“活性”自由基聚閤（如ATRP或RAFT） 本實驗將聚焦於先進的可控聚閤技術。以原子轉移自由基聚閤（ATRP）為例，詳細介紹如何選擇閤適的催化劑體係（如銅基催化劑和配體），控製聚閤反應的可逆失活過程。通過凝膠滲透色譜（GPC）測定聚閤物分子量及其窄分布（低分散度$Đ$），並利用核磁共振波譜（NMR）分析末端官能團的轉化率，驗證“活性”聚閤的鏈端可控性。實驗還包含對RAFT聚閤中鏈轉移劑優化及對聚閤物拓撲結構影響的初步探索。 實驗三：縮聚反應的平衡與轉化率控製 針對聚酯、聚酰胺等縮聚産物，本實驗設計瞭對等摩爾比下對苯二甲酸和乙二醇的縮聚反應。實驗核心在於理解平衡反應的特點，通過移除副産物（如水或醇）來驅動反應嚮高轉化率進行。通過精確測定反應過程中酸值或粘度的變化，繪製反應進程麯綫，並結閤化學計量學原理，計算高分子量聚閤物的理論極限轉化率。特彆關注熔融縮聚與溶液縮聚在反應條件控製上的差異。 第二部分：高分子結構錶徵技術 本部分涵蓋瞭確定高分子分子量、分子量分布、化學結構、微觀形貌及結晶度的關鍵實驗技術。 實驗四：凝膠滲透色譜（GPC）的原理與應用 該實驗詳細介紹瞭GPC係統（包括溶劑泵、進樣器、柱溫箱、檢測器等）的結構和工作原理。以聚苯乙烯標準品校準係統後，對未知樣品（如聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA）進行分子量測定。實驗要求學員嚴格控製溶劑質量、流速和溫度，並能根據校準麯綫，計算齣數均分子量($M_n$)、重均分子量($M_w$)和多分散性指數($Đ$)。高級部分將探討光散射檢測器（如多角度激光光散射 MALLS）如何直接測定絕對分子量，剋服傳統GPC對校準麯綫的依賴性。 實驗五：差示掃描量熱法（DSC）在熱性能分析中的應用 DSC是研究高分子熱轉變和熱力學性質的有力工具。本實驗將測試不同結晶度（如高密度聚乙烯 HDPE 和低密度聚乙烯 LDPE）的樣品，精確測定玻璃化轉變溫度（$T_g$）、熔點（$T_m$）和結晶度。實驗要求精確控製升溫和降溫速率，並分析速率對$T_g$和錶觀結晶度的影響。通過計算熔融焓，進一步推導樣品的結晶度。此外，還將探討熱曆史對DSC麯綫的影響，如對首次熔融峰的觀察。 實驗六：傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）對化學鍵和官能團的分析 本實驗旨在利用衰減全反射（ATR-FTIR）技術對聚閤物樣品進行快速、無損的化學結構鑒定。實驗將分析常見的聚閤物（如聚乙烯、聚酯、聚氨酯）的特徵吸收峰，如C-H伸縮振動、C=O伸縮振動、N-H伸縮振動等。通過對聚酯（如PET）進行水解或醇解反應，觀察官能團轉化前後的光譜變化，從而定量分析酯基的水解程度或官能團的取代情況。 第三部分：高分子材料的物理性能與加工行為 本部分關注高分子材料的宏觀力學性能、流變學特性及加工過程中的黏彈性行為。 實驗七：拉伸流變學：熔融態高分子的黏彈性行為 本實驗使用毛細管流變儀或圓錐闆流變儀，研究聚閤物熔體在高溫高剪切速率下的流變特性。重點考察聚閤物的剪切稀化現象，即粘度隨剪切速率的增加而降低的現象。實驗要求精確測量不同分子量樣品（如不同分子量的聚丙烯 PP）的錶觀粘度麯綫，並運用Cross模型或Power Law模型對實驗數據進行擬閤，分析分子量對零剪切速率粘度的依賴關係（$eta_0 propto M_w^a$，其中$a$值通常在2.5到3.5之間）。理解這一特性對注塑、擠齣等加工工藝的指導意義。 實驗八：動態機械分析（DMA）及其在模態轉變研究中的應用 DMA是研究高分子在交變應力下動態模量和阻尼行為的經典方法。本實驗將測試交聯聚閤物（如環氧樹脂或硫化橡膠）在不同頻率和溫度下的儲能模量（$E'$）、損耗模量（$E''$）和$ andelta$。通過追蹤$E'$和$ andelta$隨溫度的變化，精確確定材料的玻璃化轉變溫度（$T_g$）和次級轉變溫度。重點分析頻率掃描實驗如何揭示分子鏈段運動的激活能，並解釋$T_g$在固態和凝膠態材料中的差異。 實驗九：聚閤物薄膜的機械性能測試與形變機理 本實驗采用萬能材料試驗機，對拉伸製備的聚閤物薄膜（如聚乙烯醇 $ ext{PVA}$ 或 $ ext{PC}$）進行拉伸、壓縮和彎麯測試。實驗要求精確記錄應力-應變麯綫，並確定楊氏模量、屈服強度和斷裂伸長率。針對半結晶聚閤物，將分析其拉伸過程中的“取嚮效應”，即分子鏈的軸嚮排列如何提高材料的模量和強度，並通過X射綫衍射（XRD，作為輔助手段）驗證拉伸前後結晶度的變化。 第四部分：高分子材料的功能化與錶麵改性 本部分涉及如何通過化學方法引入特定官能團，以賦予高分子材料新的物理化學功能。 實驗十：聚閤物的接枝共聚與錶麵親水性改性 本實驗以聚丙烯或聚苯乙烯為基體，通過“接枝”技術，將親水性單體（如丙烯酰胺或馬來酸酐）接枝到聚閤物鏈上。實驗將對比接枝前後材料的錶麵能和潤濕性。利用圓度法或接觸角測量儀，定量測定接觸角的變化，並分析接枝率對錶麵親水性的影響程度。探討接枝反應的引發機製（如氧化引發或光引發）及其在生物醫用材料或分離膜製備中的應用潛力。 實驗十一：高分子溶液的粘度法測定特性粘數 $[eta]$ 與K-H方程 本實驗專注於溶液高分子物理學的核心內容。通過精確量取不同濃度（稀溶液）的聚閤物（如聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 在甲苯中），使用烏氏粘度計（Ubbelhoyd Viscometer）測定其稀溶液的流齣時間。實驗要求對數據進行嚴格的外推處理，計算特性粘數 $[eta]$。最後，利用Huggins方程和Kraemer方程確定理想稀溶液粘度，並將 $[eta]$ 與分子量 $M$ 關聯，運用Kuhn-Mark-Houwink (K-H) 方程，確定常數 $K$ 和 $a$ 值，從而揭示高分子鏈在特定溶劑中的構象參數（如K值與特徵長度 $ ext{Kuhn}$ 長度的關係）。 實驗總結與安全規範： 所有實驗均嚴格遵循實驗室安全操作規程，特彆是涉及有機溶劑、強酸堿、高溫加熱以及高壓聚閤反應的操作環節。每項實驗後要求學生撰寫詳細的實驗報告，內容需包含實驗目的、原理概述、詳細步驟、原始數據記錄、數據處理與分析（含誤差分析）、結果討論及其與理論的契閤度評價。本書旨在培養學生獨立設計、執行、分析和解決高分子實驗問題的綜閤能力。