醉染图书新编大学化学实验9787122274199

章绪论1
1.1化学实验教学的作用1
1.2实验教学中学生的中心地位和教师的作用2
1.2.1实验的预习与设计2
1.2.2实验记录和报告2
1..教师的作用3
1.3实验室管理4
1.3.1实验室规则4
1.3.2实验室安全操作守则4
1.3.3化学灼烧、烫伤、扎伤的预防5
1.3.4电器设备的安全使用5
1.3.5防火与灭火6
1.4化学试剂基本常识及其安全保管7
1.4.1化学试剂的分类7
1.4.2化学试剂的安全保管8
1.5实验室中的绿色化学8
1.6实验室三废处理的一般方法10
1.6.1废气的处理方法10
1.6.2常见废液的处理10
1.6.3固体废弃物的处理13
参考文献13
第2章基本操作技术14
2.1玻璃仪器14
2.1.1常用玻璃仪器简介14
2.1.2玻璃加工技术24
2.1.3玻璃仪器的洗涤和干燥28
2.2加热技术31
2.2.1实验室加热设备31
2.2.2加热技术35
.冷却技术37
2.4试剂的取用与处理38
2.4.1固体试剂38
2.4.2液体试剂的取用39
2.4.3气体试剂使用45
2.4.4溶液的配制48
2.5分离与提纯技术53
2.5.1干燥53
2.5.2固液分离57
2.5.3提取62
2.5.4蒸馏65
2.5.5简单分馏66
2.5.6色谱67
2.5.7离子交换色谱法72
2.5.8结晶与重结晶74
2.5.9升华76
2.6分析试样的预处理76
2.6.1试样的制备76
2.6.2试样的分解77
2.6.3待测组分的分离78
2.7滴定分析技术78
2.7.1容量瓶、移液管、移液79
2.7.2滴定管79
2.7.3滴定操作81
2.8重量分析技术82
2.8.1试样的分解82
2.8.2沉淀的进行82
2.8.3沉淀的过滤83
2.8.4沉淀的烘干和灼烧85
2.9常用试纸的使用86
2.9.1试纸的种类86
2.9.2试纸的使用方法87
参考文献87
第3章测量与控制技术88
3.1温度的测量与控制88
3.1.1温标88
3.1.2水银玻璃温度计89
3.1.3贝克曼温度计90
3.1.4热电偶温度计91
3.1.5铂电阻温度计92
3.1.6热敏电阻温度计92
3.1.7恒温槽92
3.2气体压力的测量94
3.2.1福廷式(Fortin)气压计94
3.2.2U形压力计95
3..弹簧压力计95
3.3真空技术96
3.3.1真空的获得96
3.3.2真空的测量97
3.3.3真空系统的检漏99
3.4真空系统的安全操作99
参考文献100
第4章实验数据的处理与结果评价101
4.1数据处理101
4.1.1有效数字及计算101
4.1.2记录及计算分析结果的基本原则102
4.1.3可疑值的取舍102
4.1.4常用仪器估计精度103
4.1.5显著试验103
4.1.6实验结果的正确表示105
4.2误差理论109
4.2.1误差109
4.2.2准确度与误差110
4..精密度与偏差110
4.2.4误差传递111
4.2.5提高实验结果准确度的方法113
4.3Excel在化学实验数据处理中的应用113
4.3.1用Excel制工作表113
4.3.2Excel编辑表115
4.3.3Excel中的公式和函数117
4.3.4Excel的图表117
4.3.5实验数据处理应用实例118
4.4Origin在化学实验数据处理中的应用121
4.4.1Origin主要功能121
4.4.2Origin的安装121
4.4.3数据输入122
4.4.4图形生成1
4.4.5坐标轴的标注124
4.4.6线条及实验点图标的修改125
4.4.7数据的拟合125
4.4.8功能126
参考文献128
第5章常见仪器的使用129
5.1分析天平129
5.1.1双盘电光分析天平129
5.1.2天平131
5.1.3固体样品的称量方法133
5.1.4液体样品的称量方法134
5.2酸度计134
5.3DDS-11A型电导率仪137
5.4电化学分析仪/工作站138
5.5电位差计139
5.6库仑滴定仪142
5.7极谱仪144
5.7.1极谱分析原理144
5.7.2极谱分析装置144
5.7.3极谱仪的使用方法及注意事项145
5.8电位滴定仪145
5.9毛细管电泳仪147
5.9.1基本原理147
5.9.2P/ACEMD型毛细管电泳仪的使用147
5.9.3注意事项148
5.10介电常数测试仪148
5.11阿贝折光仪149
5.12旋光仪150
5.13紫外-可见分光光度计152
5.13.1基本原理152
5.13.2UV-2550型紫外-可见分光光度计的使用153
5.14傅里叶变换红外光谱仪154
5.14.1基本原理154
5.14.2红外样品的制备155
5.14.3操作步骤156
5.15拉曼光谱仪156
5.15.1基本原理156
5.15.2拉曼光谱仪157
5.15.3拉曼光谱仪的使用158
5.16荧光光谱仪158
5.16.1基本原理158
5.16.2F4500型荧光光谱仪的使用159
5.17流动注仪159
5.17.1基本原理159
5.17.2操作步骤160
5.18X线粉末多晶衍仪160
5.18.1工作原理160
5.18.2德国布鲁克D8DANCE衍仪的主要部件及技术指标161
5.18.3样品的准备162
5.18.4样品的测量162
5.18.5物相的定分析方法163
5.18.6数据处理163
5.19单晶X线衍仪163
5.19.1单晶X线衍基本原理163
5.19.2单晶X线衍仪装置164
5.19.3单晶X线衍仪的使用164
5.20原子发光谱165
5.20.1基本原理165
5.20.2仪器主要组成部分166
5.20.3仪器使用操作方法166
5.21原子吸收光谱167
5.21.1基本原理167
5.21.2仪器主要组成部分167
5.21.3仪器操作使用方法170
5.22原子荧光光谱仪170
5.22.1基本原理170
5.22.2仪器主要组成部分170
5.2.仪器操作使用方法171
5.气相色谱法171
5..1气相色谱法的原理171
5..2气相色谱仪的组成172
5..气相色谱法的特点172
5..4气相色谱仪的使用172
5..5注意事项173
5.24高效液相色谱法173
5.24.1高效液相色谱法原理173
5.24.2高效液相色谱仪组成174
5.24.3高效液相色谱仪的使用174
5.24.4仪器保养175
5.25快速制备液相色谱仪176
5.25.1概述176
5.25.2Isolera快速制备色谱仪组成176
5.25.3Isolera快速制备色谱仪的操作177
5.26高分辨质谱仪178
5.26.1质谱仪原理178
5.26.2质谱仪的主要组成部分178
5.26.3质谱分析方法179
5.26.4maXis质谱仪的结构180
5.26.5maXis质谱仪的工作模式180
5.26.6maXis质谱仪操作使用方法181
5.26.7注意事项182
5.27液相色谱质谱联用仪183
5.27.1概述183
5.27.2LCMS2020组成183
5.27.3LCMS2020操作步骤184
5.28气相色谱质谱联用仪190
5.28.1概述190
5.28.2安捷伦气-质联用(气相色谱7890B-质谱联用仪5977A)191
5.28.3GC-MS操作步骤191
5.29凝胶色谱仪196
5.29.1分离机理196
5.29.2标定曲线197
5.29.3分子量及分子量分布198
5.29.4凝胶色谱仪的主要组成部分199
5.29.5凝胶色谱仪的使用操作201
5.29.6注意事项201
5.30离子色谱202
5.30.1基本原理202
5.30.2操作步骤202
5.30.3注意事项202
5.31古埃磁天平203
5.31.1基本原理203
5.31.2磁天平的使用204
5.31.3CT5型高斯计204
5.32核磁共振波谱仪205
5.32.1核磁共振原理205
5.32.2核磁共振波谱仪主要组成部分206
5.3.核磁共振分析方法208
5.32.4仪器操作使用方法209
5.32.5注意事项210
5.33顺磁共振波谱仪210
5.33.1顺磁共振原理210
5.33.2顺磁共振仪器212
5.33.3顺磁共振参数213
5.33.4仪器操作使用方法215
5.34荧光倒置显微镜215
5.34.1基本原理215
5.34.2荧光倒置显微镜的使用216
5.33.3注意事项217
5.35偏光显微镜(DMLP)218
5.35.1基本原理218
5.35.2DMLP偏光显微镜的使用218
5.35.3注意事项220
5.36场发扫描显微镜220
5.36.1扫描显微镜基本原理和结构220
5.36.2扫描显微镜的应用222
5.36.3扫描显微镜的使用和操作222
5.37透显微镜224
5.37.1透显微镜成像原理224
5.37.2透显微镜特点225
5.37.3透显微镜结构225
5.37.4透显微镜主要技术参数226
5.37.5透显微镜主要表征手段和技术226
5.37.6透显微镜的使用和操作227
5.38原子力显微镜228
5.38.1基本原理228
5.38.2工作模式228
5.38.3NS3A+型原子力显微镜的使用228
5.38.4注意事项0
5.39全自动气体吸附仪0
5.39.1基本原理0
5.39.2等温线类型1
5.39.3比表面积的测定与计算1
5.39.4孔径分布的测定4
5.39.5操作过程5
5.39.6注意事项
5.40高压气体吸附仪
5.40.1基本原理
5.40.2操作过程
5.40.3注意事项
5.41氧弹式量热计
5.42差示扫描量热仪
5.42.1差示扫描量热法基本原理
5.42.2DSC测试的基本操作240
5.4.DSC注意事项242
5.43同步热分析仪242
5.43.1同步热分析技术简介242
5.43.2TGA基本原理243
5.43.3样品测试程序245
5.44表面张力测量仪247
5.44.1基本原理247
5.44.2DCAT11型表面张力仪的使用247
5.45元素分析仪248
5.45.1基本原理248
5.45.2系统结构249
5.45.3CHN模式操作规程250
5.45.4注意事项251
附录253
附录一常见酸碱的密度与浓度253
附录二弱电解质的电离常数(25℃)253
附录三难溶化合物的溶度积常数(25℃)253
附录四一些常见配离子的稳定常数(25℃)255
参考文献256

无

编写说明
2010年《新编大学化学实验》版出版，本系列教材吸收了多所院校的实验教学改革经验，并结合关于加强大学生实践能力与创新能力培养的教学改革精神，在满足化专业教学指导委员会关于化学及近化学类专业化学基础实验的基本要求的前提下，对整个大学化学实验的内容和体系进行了的更新，得到同行专家的首肯。2014年该教材先被评为江苏省重点教材，后入选“十二五”普通高等教育规划教材。该系列教材出版以来，扬州大学、盐城师范学院、江苏师范大学、徐州工程学院和唐山师范学院等院校先后选择该书为本校相关专业基础化学实验教材，受到了广大师生的普遍。
经过近六年的教学实践验，本套教材比较符合化学及近化学类专业基础化学实验的基本要求，因此在第二版中基本保留了原书的框架结构，只是对部分内容进行了删改或增加。修订时遵循的基本原则：一是尽量吸收近年来实验教学改革的成果，将现代科学发展的前沿技术融入基础化学实验教学中，为提升学生的创新能力、拓宽学生的知识视野提供了保；二是对参编院校进行了调整，部分新参编学校提供了许多的实验教学方案，使本书教学内容更加丰富。编者相信，通过本次修订，本书的普适会更强。
由于编者水平有限，书中难免会出现不足及疏漏之处，恳请广大师生及读者批评指正。
本书在修订时，得到了江苏省重点教材项目、省教改（重点）、扬州大学出版和教改项目的资，特此感谢!

编者
2016年2月


版序
关于化学实验的重要和化学实验教学在培养创新人才中的作用,我国老一辈化学家从他们的创新实践中提出了精辟的论述。傅鹰教授提出:“化学是实验的学科,只有实验才是法庭。”黄子卿教授指出:“在科研工作中,实验在前，理论在后,实验是基本的。”戴安邦教授对化学实验教学的作用给予了高度的评价:“为贯彻全面的化学教育，既要由化学教学传授化学知识和技术，更须通过实验训练科学方法和思维，还应培养科学精神和品德。而化学实验课是实施全面的化学教育的一种的教学形式。”老一辈化学家的论述为近几十年来化学实验的改革指明了方向,并取得了丰硕的成果。
什么是创新人才?创新人才应具备的品质是:对科学的批判精神，能发现和提出重大科学问题；对科学实验有锲而不舍的忘我精神；对学科的浓厚兴趣。而学生对化学实验持三种不同态度:一类是实验的被动者，这类学生不适合从事化学方面的研究工作；一类是对实验及研究充满激情，他们可以放弃节日，埋头于实验室工作，他们的才智在实验室中得以充分体现，他们是“创新人才”的苗子;一类是对实验既无热情也不排斥，只是把实验当成取得学分的手段，这类学生也许能成为合格的化学人才，但决不能成为创新人才。因此,对待实验室工作的态度是创新人才的“试金石”，有远见的化学教育工作者应创造机会让学生脱颖而出。
近三十年来,各高校对实验教学的重视程度有所提高,并取得了系统的认识和成果,但目前的实际情况尚不尽如人意,在人们的思想中,参加实验教学总是排在科学研究、理论教学工作之后,更不愿把精力放在教学实验的研究工作上。但是,以扬州大学刁国旺教授为首的教学集体以培养创新人才为己任,长期投入、潜心钻研、追求创新,研究出一批新实验,形成了富有特色的化学实验教学新体系,编写了新的实验教材,受到了同行的高度,成为江苏省人才培养模式创新实验示范区、大学化学实验课程被评为江苏省精品课程，刁国旺教授荣获江苏省教学名师,这种精神是难能可贵的。《新编大学化学实验》就是他们的研究成果,全书特色鲜明:(1)全：全书收集了教学实验214个，囊括了基础综合探究各类实验，可能是目前国内收编教学实验多的化学实验教科书之一,是实验教学改革成果的结晶。(2)新：收集的实验除了经典的基本实验外，相当多的实验是新编的，有的就是作者的科研成果转化而来，使实验训练接近的前沿。本教材也以全新的模式展现给读者。(3)细：从实验教学出发,教材在编写时细致周到，既为学生提供了必要的提示,也为教师在安排实验教学上提供了很大的自由度。
期望《新编大学化学实验》的出版能给我国化学实验教学带来新活力、增添新气象、开创新局面,培养出更多的创新人才。

高盘良
2010年5月16日


版编写说明
众所周知，化学是一门以实验为基础的学科，许多化学理论和定律是根据大量实验进行分析、概括、综合和总结而形成的，同时实验又为理论的完善和发展提供了依据。化学实验作为化学教学中的独立课程，作用不仅是传授化学知识，更重要的是培养学生的综合能力和科学素质。化学实验课的目的在于：使学生掌握物质变化的感知识，掌握重要化合物的制备、分离和表征方法，加深对基本原理和基本知识的理解掌握，培养用实验方法获取新知识的能力；掌握化学实验技能，培养独立工作和独立思考的能力，培养细致观察和记录实验现象、正确处理实验数据以及准确表达实验结果、培养分析实验结果的能力和一定的组织实验、科学研究和创新的能力；培养实事求是的科学态度，准确、细致、整洁等良好的科学习惯和科学的思维方法，培养敬业、一丝不苟和团队协作的工作精神和勇于开拓的创新意识。为此，化与化工学科教学指导委员会制定了化学教学的基本内容，并对化学实验教学提出了具体要求。江苏省教育厅也要求各教学实验中心应逐渐加大综合与设计实验的比例，加强对学生动手能力的培养。扬州大学化学教学实验中心作为省级化学教学实验示范中心，始终注重实验教学质量，于1999年起尝试实验教学改革，于2001年在探索和实践中建立一套独特的实验教学体系，并编写了《大学化学实验讲义》（以下简称《讲义》），该《讲义》按照实验技技术的难易程度和实验教学的认知规律分类，分别设立基础实验、综合实验和探究实验。其中基础实验又分成基础实验一和基础实验二，分别在大学一、二年级开设，主要训练学生大学阶段必须掌握的基本实验技能技巧、物质的分离与提纯、常用仪器的操作方法、常规物理量测量及数据处理等，了解化学实验的基本要求。在完成基础实验训练后，学生于三年级开设综合实验。该类实以有合成、无机合成为主线，辅之以各种分析测量手段，一方面学生可学到新的合成技术，同时又可以利用在一、二年级掌握的基本实验技术，对合成的产品进行分离提纯、分析检测，并研究相关质等。综合实验一方面可帮学生复习、强化前面已学过的知识，进一步规范实验操作技能和技巧；另一方面也可培养学生综合应用基础知识和提高解决实际问题的能力。在此基础上，开设探究与设计实验，该实验内容主要来自的实验教学改革成果，也有部分为的研成果。按照设计要求，该类实验，教科书只给出实验目的与要求，学生必须通过查阅参考文献，撰写实验方案，经指导老师审查通过后独立开展实验，对于实验过程中发现的问题尽可能自行解决。该类实验完全摒弃了以往实验教学中常用的保姆式教育，放手让学生去设计、思考，独立自主地解决实际问题，使学生动手能力得到了显著提高。经过4年的教学实践明，采用这一课程体系，综合与设计实验的课时数占总实验课时数可以达到40％左右。师生普遍反映该课程体系设计科学、合理，学生在基础知识、基础理论和实践技能培训方面得到全面、系统训练的同时，综合解决实际问题的能力得到进一步加强。《讲义》经4年的试用，不断完善，并于2006年与徐州师范大合编写了《大学化学实验》系列教材，由南京大学出版社正式出版发行。两校从2006年夏起，以本套丛书作为本校化学及近化学各专业基础化学实验的主要教材，至2010年，先后在化学、应用化学、化学工程与工艺、制药工程及高分子材料与工程等专业近4000名学生中使用，师生普遍反映良好，该教材也被评为普通高等教育“十一五”规划教材和江苏省精品教材。但在实际使用过程中，也发现原教材存在诸多不足。为此，扬州大学、徐州师范大学以及盐城师范学院、盐城工学院、徐州工程学院、淮海工学院和淮阴工学院一起于2008年春在扬州召开了实验教学改革经验交流会及实验教材建设会议，在充分肯定《大学化学实验》教材取得成功经验的基础上，也提出了许多建设的建议，并决定成立《新编大学化学实验》编写委员会，对《大学化学实验》教材进行改编。会议决定，《新编大学化学实验》仍沿用《大学化学实验》的编写体系，即全套共由四个分册组成，分册介绍实验基础知识、基本理论和基本操作以及常规仪器的使用方法等，刘巍任主编；第二分册为化学实验基本操作实验，朱霞石任主编；第三分册为仪器及参数测量类实验，丁元华任主编；第四分册为综合与探究实验，颜朝国任主编。全书由刁国旺任总主编，薛怀国、沐来龙、许兴友、张根成、邵荣、杜锡华和马卫兴等任副总主编，刁国旺、薛怀国负责全套教材的统稿工作。
本次改编时，在保留原教材编写体系的同时，根据实际教学需要，又作了以下几点调整：
（1）为反映实验教学的发展历史，同时也为适应不同学校的教学需求，适当增加了部分基础实验内容，安排了部分利用自动化程度相对较低的仪器进行测量的实验，有利于加深学生对实验测量基本原理的认识。
（2）为强化实验的可操作，注意从科研和生产实践中选择实验内容。
（3）考虑到现代分析技术发展迅速，在仪器介绍部分，增加了现代分析技术经常使用的较仪器的介绍，以适应不同教学之需要，也可供相关专业人员参考。
（4）部分实验提供了多种实验方案，一方面可拓宽学生的知识视野，同时也便于不同院校根据自身的实验条件选择适合自己的教学方案。
（5）吸收了近几年实验教学改革的研究成果。
全套教材共收编教学实验214个，涉及基础化学实验教学各个分支的教学内容，各校可根据具体教学需求，自主选择相关的教学内容。
希望本套教材的出版，能为我国高等教育化学实验教学的改革添砖加瓦。
本套教材是参编院校从事基础化学实验教学工作者多年来教学经验的总结，编写过程中得到扬州大学郭荣教授、胡效亚教授等的关心和支持；北京大学高盘良教授担任本套教材的审稿工作，提出了许多建设的意见，并欣然为本书作序，在此一并表示谢意！
本套教材由扬州大学出版资。
由于编者水平有限，加之时间仓促，不足之处在所难免，恳请广大读者提出宝贵意见和建议，以便再版时修改。

编委会
2010年5月