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基礎化學實驗(第3版普通高等教育十一五國家級規劃教材) 版權信息
- ISBN：9787030641298
- 條形碼：9787030641298 ; 978-7-03-064129-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
基礎化學實驗(第3版普通高等教育十一五國家級規劃教材) 本書特色
適讀人群 ：可作為高等理工和師范院校化學、應用化學、化工、材料、生物、環境等專業的基礎化學實驗教材，相關科研人員和技術人員本書可作為高等理工和師范院校化學、應用化學、化工、材料、生物、環境等專業的基礎化學實驗教材，也可供相關科研人員和技術人員參考。 ★ 編寫人員均為湖南大學實驗課程主講教師 ★ 通過二維碼鏈接方式將數字化資源與紙質教材結合在一起，教材內容更加充實 ★ 本書是理工通用的教材，其內容可根據理工科的特點、需要、學時等選擇 ★ 實驗強調半微量化、綠色化，突出實驗的創新性和綜合性
基礎化學實驗(第3版普通高等教育十一五國家級規劃教材) 內容簡介
本書為“湖南大學化學主干課程系列教材”之一。全書共6章：章緒論主要介紹化學實驗室基本知識；第2～5章內容包括無機化學、有機化學、分析化學、物理化學中有關原理、性質、合成、表征等方面的實驗，重點培養學生的動手能力和創新思維；第6章主要介紹化學實驗中的常用儀器。書末附表主要列出了化學實驗中的常用數據。為了加強學科之間的交叉與融合，本書將實驗的知識點和技能點分別融合到四大化學的實驗項目中，并采用二維碼鏈接方式將數字化資源與紙質教材結合在一起，使教材內容更加充實，近期新技術與近期新知識得以及時更新，力爭為讀者提供全面、全新的學習體驗。 本書可作為高等理工和師范院校化學、應用化學、化工、材料、生物、環境等專業的基礎化學實驗教材，也可供相關科研人員和技術人員參考。
基礎化學實驗(第3版普通高等教育十一五國家級規劃教材) 目錄
目錄
第三版前言
第二版前言
**版前言
第1章 緒論 1
1.1 基礎化學實驗課程的目的 1
1.2 化學實驗的學習方法 1
1.2.1 預習 1
1.2.2 實驗 2
1.2.3 實驗報告 2
1.3 化學實驗的誤差與數據處理 2
1.3.1 誤差 2
1.3.2 數據記錄、有效數字及數據處理 4
1.4 化學實驗室守則 15
1.5 化學實驗室安全規則 15
1.6 化學實驗室意外事故處理 16
1.6.1 化學灼燒處理 16
1.6.2 割傷和燙傷處理 16
1.6.3 毒物與毒氣誤入口、鼻內感到不舒服時的處理 16
1.6.4 觸電處理 17
1.6.5 起火處理 17
1.7 化學實驗室“三廢”處理 17
1.7.1 常用的廢氣處理方法 17
1.7.2 常用的廢水處理方法 18
1.7.3 常用的廢渣處理方法 19
第2章 無機化學實驗 20
2.1 天平的使用方法和稱量方法 20
2.1.1 電光分析天平 20
2.1.2 電子天平 22
2.1.3 稱量方法 23
2.2 容量器皿的校準 24
2.2.1 絕對校準法 25
2.2.2 相對校準法 26
實驗1 滴定管、移液管與容量瓶的校正 26
實驗2 化學反應速率、反應級數和活化能的測定 28
實驗3 弱電解質電離常數的測定 31
實驗4 氧化還原與電化學 33
實驗5 配位化合物的生成和性質 37
實驗6 銀氨配離子配位數的測定 40
實驗7 磺基水楊酸合銅配合物的組成及其穩定常數的測定 42
實驗8 硫酸亞鐵銨的制備和性質 44
實驗9 三草酸合鐵酸鉀的制備和性質 47
實驗10 硫代硫酸鈉的制備 49
實驗11 利用廢鋁罐制備明礬 52
實驗12 無水四氯化錫的制備 53
實驗13 碘酸的制備 55
實驗14 由軟錳礦制備高錳酸鉀 56
實驗15 由白鎢礦制備三氧化鎢 58
實驗16 由鈦鐵礦提取二氧化鈦 60
實驗17 鉬硅酸的制備并測試其性質 63
實驗18 無機顏料(鐵黃)的制備 65
實驗19 乙酸亞鉻水合物的合成 67
實驗20 磷酸二氫鈉和磷酸氫二鈉的制備 70
實驗21 乙酸銅的制備與分析 72
實驗22 過碳酸鈉(2Na2CO3 3H2O2)的制備及產品質量檢驗 73
實驗23 過二硫酸鉀的制備與性質 75
實驗24 稀土有機配合物的合成、表征與發光性能 77
實驗25 水溶液中Na+、K+、、Mg2+、Ca2+、Ba2+等離子的分離和檢出 79
實驗26 p區元素重要化合物的性質 82
實驗27 ds區元素重要化合物的性質 88
實驗28 水溶液中Ag+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Bi3+、Zn2+等離子的分離和檢出 91
實驗29 d區元素重要化合物的性質 96
實驗30 水溶液中Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Al3+、Cr3+、Zn2+等離子的分離和檢出 100
實驗31 陰離子定性分析 103
第3章 有機化學實驗 108
Ⅰ 有機化學常用知識 108
3.1 加熱與冷卻 108
3.1.1 加熱 108
3.1.2 冷卻 110
3.2 干燥和干燥劑 111
3.2.1 固體的干燥 112
3.2.2 氣體的干燥 112
3.2.3 液體的干燥 113
3.3 無水無氧技術 115
3.3.1 Schlenk技術 115
3.3.2 敏感液體的移取 116
3.3.3 手套箱 117
3.3.4 簡易無水無氧裝置 117
3.4 萃取 118
3.4.1 實驗原理 118
3.4.2 液-液萃取——使用分液漏斗的分次萃取 118
3.4.3 連續萃取 122
3.4.4 固-液萃取：索氏提取器 122
3.4.5 化學萃取洗滌 123
3.5 熔點的測定 123
3.5.1 基本原理 123
3.5.2 提勒管法測熔點 125
3.5.3 顯微熔點測定儀測熔點 127
3.5.4 溫度計的校正 128
實驗1 熔點的測定實驗 129
3.6 重結晶 129
3.6.1 基本原理 129
3.6.2 操作步驟 130
實驗2 乙酰苯胺重結晶實驗 132
3.7 蒸餾實驗 133
3.7.1 基本原理 134
3.7.2 蒸餾裝置及安裝 135
3.7.3 蒸餾操作 135
實驗3 工業乙醇的蒸餾 136
實驗4 乙醚的蒸餾 137
3.8 分餾實驗 137
3.8.1 基本原理 137
3.8.2 分餾柱及分餾的效率 139
3.8.3 分餾裝置 140
3.8.4 簡單分餾操作 140
實驗5 甲醇-水混合物的分餾 141
3.9 減壓蒸餾 141
3.9.1 基本原理 142
3.9.2 減壓蒸餾裝置 143
3.9.3 減壓蒸餾操作 145
實驗6 呋喃甲醛(或苯甲醛)粗品的減壓蒸餾純化 146
3.10 水蒸氣蒸餾 147
3.10.1 基本原理 147
3.10.2 實驗操作 148
實驗7 苯甲酸乙酯的水蒸氣蒸餾 150
3.11 薄層層析 150
3.11.1 實驗原理 150
3.11.2 實驗操作 151
實驗8 偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離 156
實驗9 鄰硝基苯胺與對硝基苯胺的分離 157
3.12 柱層析 158
3.12.1 基本原理 158
3.12.2 實驗操作 158
實驗10 熒光黃和堿性湖藍BB的分離 163
實驗11 鄰硝基苯胺和對硝基苯胺的分離 164
Ⅱ 有機化合物的制備與反應 165
3.13 烯烴的制備 165
實驗12 環己烯的制備 165
3.14 鹵代烴的制備 167
實驗13 正溴丁烷的制備 167
實驗14 溴乙烷的制備 169
3.15 醚的制備 170
實驗15 正丁醚的制備 170
3.16 羧酸的制備 172
實驗16 己二酸的綠色合成 172
3.17 酯化反應 173
實驗17 乙酸乙酯的合成 173
實驗18 苯甲酸乙酯的合成 176
3.18 Perkin反應 178
實驗19 肉桂酸的合成 178
3.19 Grignard反應 180
實驗20 2-甲基-2-己醇的合成 180
實驗21 三苯甲醇的合成 182
3.20 Cannizzaro反應 185
實驗22 苯甲醇和苯甲酸的合成 185
實驗23 呋喃甲醇和呋喃甲酸的合成、鑒定及純度分析 186
3.21 Fridel-Crafts酰化反應 188
實驗24 對甲苯乙酮的合成 188
實驗25 乙酰二茂鐵的合成和純化 190
3.22 卡賓反應 192
實驗26 7，7-二氯雙環[4.1.0]庚烷的制備 192
3.23 偶氮染料的合成 195
實驗27 甲基橙的合成 195
3.24 酶催化反應 197
實驗28 安息香的輔酶合成 197
3.25 微波合成實驗 200
實驗29 乙酸乙酯的微波合成 200
實驗30 苯甲酸的微波合成 202
實驗31 乙酰苯胺的微波合成 204
3.26 天然產物的提取 205
實驗32 從茶葉中提取咖啡因 205
實驗33 從紅辣椒中提取紅色素 207
3.27 綜合實驗 209
實驗34 2，6-二甲基-3，5-二乙氧羰基-1，4-二氫吡啶的合成 209
實驗35 外消旋α-苯乙胺的拆分 211
實驗36 1-甲基-4-(戊-1-炔-1-基)苯的制備 213
實驗37 對硝基苯胺的合成 216
Ⅲ 有機化合物的基本化學鑒定 218
3.28 有機化合物的鑒定 218
實驗38 醇、酚、醛、酮的鑒定 218
實驗39 羧酸及其衍生物的鑒定 223
實驗40 胺的鑒定 225
第4章 分析化學實驗 229
Ⅰ 化學分析實驗 229
實驗1 標準溶液的配制 229
實驗2 滴定分析操作練習 233
實驗3 酸堿滴定法測定混合堿中各組分的含量 237
實驗4 酸堿滴定法測定食品添加劑中硼酸的含量 238
實驗5 酸堿滴定法測定硫酸銨中的氮含量 239
實驗6 配位滴定法連續測定鉛、鉍混合溶液中Pb2+、Bi3+的含量 240
實驗7 雞蛋殼中鈣鎂含量的測定 242
實驗8 配位滴定法回滴定明礬的含量 244
實驗9 配位滴定法測定自來水的總硬度 245
實驗10 高錳酸鉀法測定軟錳礦氧化力 246
實驗11 間接碘量法測定銅鹽中銅的含量 248
實驗12 重鉻酸鉀法測定鐵礦石中鐵的含量 250
實驗13 直接碘量法測定維生素C的含量 252
實驗14 微量滴定法測定食鹽中氯離子的含量 253
實驗15 沉淀重量法測定氯化鋇中的鋇含量 254
實驗16 硅酸鹽的系統分析 256
實驗17 分析化學設計實驗 260
Ⅱ 儀器分析實驗 261
實驗18 鐵的測定——鄰菲咯啉分光光度法 261
實驗19 氟離子電化學傳感器測定水中微量氟 264
實驗20 丁二酮肟高吸收示差分光光度法測定鎳 267
實驗21 石墨爐原子吸收光譜法測定體液中的鎘 268
實驗22 自動電位滴定法測定巖鹽中的氯 270
實驗23 微庫侖法測定Na2S2O3的濃度 271
實驗24 氣相色譜柱的制備 273
實驗25 混合樣中乙酸乙酯含量的測定——氣相色譜分析 274
實驗26 苯、萘、聯苯、菲的高效液相色譜分析 276
實驗27 飲料中咖啡因的高效液相色譜分析——外標法定量 277
實驗28 桑色素熒光分析法測定水樣中的微量鈹 278
實驗29 紫外分光光度法測定芳香族化合物苊 279
實驗30 原子吸收分光光度法測定奶粉中的鈣含量 281
實驗31 陽極溶出伏安法測定水中微量鎘 283
實驗32 電感耦合高頻等離子體發射光譜法測定人發中的微量銅、鉛、鋅 285
實驗33 有機化合物紅外光譜的測繪及結構分析 287
實驗34 芳香族化合物的紫外吸收光譜鑒定 289
實驗35 氣相色譜-質譜聯用實驗 290
實驗36 核磁共振實驗 292
實驗37 Cu(Ⅱ)與二甲亞砜配合物的制備與紅外光譜分析 293
實驗38 未知物的結構鑒定 294
第5章 物理化學實驗 295
Ⅰ 熱力學參數的測定 295
實驗1 液體飽和蒸氣壓的測定 295
實驗2 凝固點降低法測定物質的相對分子質量 297
實驗3 微電腦熱量計測定物質的燃燒熱 301
實驗4 中和熱的測定 305
實驗5 分解反應平衡常數的測定 308
實驗6 熱分析法測繪二組分金屬相圖 311
實驗7 雙液系的氣-液平衡相圖的繪制 314
Ⅱ 電化學參數的測定 316
實驗8 電解質溶液極限摩爾電導率及乙酸
第三版前言
第二版前言
**版前言
第1章 緒論 1
1.1 基礎化學實驗課程的目的 1
1.2 化學實驗的學習方法 1
1.2.1 預習 1
1.2.2 實驗 2
1.2.3 實驗報告 2
1.3 化學實驗的誤差與數據處理 2
1.3.1 誤差 2
1.3.2 數據記錄、有效數字及數據處理 4
1.4 化學實驗室守則 15
1.5 化學實驗室安全規則 15
1.6 化學實驗室意外事故處理 16
1.6.1 化學灼燒處理 16
1.6.2 割傷和燙傷處理 16
1.6.3 毒物與毒氣誤入口、鼻內感到不舒服時的處理 16
1.6.4 觸電處理 17
1.6.5 起火處理 17
1.7 化學實驗室“三廢”處理 17
1.7.1 常用的廢氣處理方法 17
1.7.2 常用的廢水處理方法 18
1.7.3 常用的廢渣處理方法 19
第2章 無機化學實驗 20
2.1 天平的使用方法和稱量方法 20
2.1.1 電光分析天平 20
2.1.2 電子天平 22
2.1.3 稱量方法 23
2.2 容量器皿的校準 24
2.2.1 絕對校準法 25
2.2.2 相對校準法 26
實驗1 滴定管、移液管與容量瓶的校正 26
實驗2 化學反應速率、反應級數和活化能的測定 28
實驗3 弱電解質電離常數的測定 31
實驗4 氧化還原與電化學 33
實驗5 配位化合物的生成和性質 37
實驗6 銀氨配離子配位數的測定 40
實驗7 磺基水楊酸合銅配合物的組成及其穩定常數的測定 42
實驗8 硫酸亞鐵銨的制備和性質 44
實驗9 三草酸合鐵酸鉀的制備和性質 47
實驗10 硫代硫酸鈉的制備 49
實驗11 利用廢鋁罐制備明礬 52
實驗12 無水四氯化錫的制備 53
實驗13 碘酸的制備 55
實驗14 由軟錳礦制備高錳酸鉀 56
實驗15 由白鎢礦制備三氧化鎢 58
實驗16 由鈦鐵礦提取二氧化鈦 60
實驗17 鉬硅酸的制備并測試其性質 63
實驗18 無機顏料(鐵黃)的制備 65
實驗19 乙酸亞鉻水合物的合成 67
實驗20 磷酸二氫鈉和磷酸氫二鈉的制備 70
實驗21 乙酸銅的制備與分析 72
實驗22 過碳酸鈉(2Na2CO3 3H2O2)的制備及產品質量檢驗 73
實驗23 過二硫酸鉀的制備與性質 75
實驗24 稀土有機配合物的合成、表征與發光性能 77
實驗25 水溶液中Na+、K+、、Mg2+、Ca2+、Ba2+等離子的分離和檢出 79
實驗26 p區元素重要化合物的性質 82
實驗27 ds區元素重要化合物的性質 88
實驗28 水溶液中Ag+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Bi3+、Zn2+等離子的分離和檢出 91
實驗29 d區元素重要化合物的性質 96
實驗30 水溶液中Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Al3+、Cr3+、Zn2+等離子的分離和檢出 100
實驗31 陰離子定性分析 103
第3章 有機化學實驗 108
Ⅰ 有機化學常用知識 108
3.1 加熱與冷卻 108
3.1.1 加熱 108
3.1.2 冷卻 110
3.2 干燥和干燥劑 111
3.2.1 固體的干燥 112
3.2.2 氣體的干燥 112
3.2.3 液體的干燥 113
3.3 無水無氧技術 115
3.3.1 Schlenk技術 115
3.3.2 敏感液體的移取 116
3.3.3 手套箱 117
3.3.4 簡易無水無氧裝置 117
3.4 萃取 118
3.4.1 實驗原理 118
3.4.2 液-液萃取——使用分液漏斗的分次萃取 118
3.4.3 連續萃取 122
3.4.4 固-液萃取：索氏提取器 122
3.4.5 化學萃取洗滌 123
3.5 熔點的測定 123
3.5.1 基本原理 123
3.5.2 提勒管法測熔點 125
3.5.3 顯微熔點測定儀測熔點 127
3.5.4 溫度計的校正 128
實驗1 熔點的測定實驗 129
3.6 重結晶 129
3.6.1 基本原理 129
3.6.2 操作步驟 130
實驗2 乙酰苯胺重結晶實驗 132
3.7 蒸餾實驗 133
3.7.1 基本原理 134
3.7.2 蒸餾裝置及安裝 135
3.7.3 蒸餾操作 135
實驗3 工業乙醇的蒸餾 136
實驗4 乙醚的蒸餾 137
3.8 分餾實驗 137
3.8.1 基本原理 137
3.8.2 分餾柱及分餾的效率 139
3.8.3 分餾裝置 140
3.8.4 簡單分餾操作 140
實驗5 甲醇-水混合物的分餾 141
3.9 減壓蒸餾 141
3.9.1 基本原理 142
3.9.2 減壓蒸餾裝置 143
3.9.3 減壓蒸餾操作 145
實驗6 呋喃甲醛(或苯甲醛)粗品的減壓蒸餾純化 146
3.10 水蒸氣蒸餾 147
3.10.1 基本原理 147
3.10.2 實驗操作 148
實驗7 苯甲酸乙酯的水蒸氣蒸餾 150
3.11 薄層層析 150
3.11.1 實驗原理 150
3.11.2 實驗操作 151
實驗8 偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離 156
實驗9 鄰硝基苯胺與對硝基苯胺的分離 157
3.12 柱層析 158
3.12.1 基本原理 158
3.12.2 實驗操作 158
實驗10 熒光黃和堿性湖藍BB的分離 163
實驗11 鄰硝基苯胺和對硝基苯胺的分離 164
Ⅱ 有機化合物的制備與反應 165
3.13 烯烴的制備 165
實驗12 環己烯的制備 165
3.14 鹵代烴的制備 167
實驗13 正溴丁烷的制備 167
實驗14 溴乙烷的制備 169
3.15 醚的制備 170
實驗15 正丁醚的制備 170
3.16 羧酸的制備 172
實驗16 己二酸的綠色合成 172
3.17 酯化反應 173
實驗17 乙酸乙酯的合成 173
實驗18 苯甲酸乙酯的合成 176
3.18 Perkin反應 178
實驗19 肉桂酸的合成 178
3.19 Grignard反應 180
實驗20 2-甲基-2-己醇的合成 180
實驗21 三苯甲醇的合成 182
3.20 Cannizzaro反應 185
實驗22 苯甲醇和苯甲酸的合成 185
實驗23 呋喃甲醇和呋喃甲酸的合成、鑒定及純度分析 186
3.21 Fridel-Crafts酰化反應 188
實驗24 對甲苯乙酮的合成 188
實驗25 乙酰二茂鐵的合成和純化 190
3.22 卡賓反應 192
實驗26 7，7-二氯雙環[4.1.0]庚烷的制備 192
3.23 偶氮染料的合成 195
實驗27 甲基橙的合成 195
3.24 酶催化反應 197
實驗28 安息香的輔酶合成 197
3.25 微波合成實驗 200
實驗29 乙酸乙酯的微波合成 200
實驗30 苯甲酸的微波合成 202
實驗31 乙酰苯胺的微波合成 204
3.26 天然產物的提取 205
實驗32 從茶葉中提取咖啡因 205
實驗33 從紅辣椒中提取紅色素 207
3.27 綜合實驗 209
實驗34 2，6-二甲基-3，5-二乙氧羰基-1，4-二氫吡啶的合成 209
實驗35 外消旋α-苯乙胺的拆分 211
實驗36 1-甲基-4-(戊-1-炔-1-基)苯的制備 213
實驗37 對硝基苯胺的合成 216
Ⅲ 有機化合物的基本化學鑒定 218
3.28 有機化合物的鑒定 218
實驗38 醇、酚、醛、酮的鑒定 218
實驗39 羧酸及其衍生物的鑒定 223
實驗40 胺的鑒定 225
第4章 分析化學實驗 229
Ⅰ 化學分析實驗 229
實驗1 標準溶液的配制 229
實驗2 滴定分析操作練習 233
實驗3 酸堿滴定法測定混合堿中各組分的含量 237
實驗4 酸堿滴定法測定食品添加劑中硼酸的含量 238
實驗5 酸堿滴定法測定硫酸銨中的氮含量 239
實驗6 配位滴定法連續測定鉛、鉍混合溶液中Pb2+、Bi3+的含量 240
實驗7 雞蛋殼中鈣鎂含量的測定 242
實驗8 配位滴定法回滴定明礬的含量 244
實驗9 配位滴定法測定自來水的總硬度 245
實驗10 高錳酸鉀法測定軟錳礦氧化力 246
實驗11 間接碘量法測定銅鹽中銅的含量 248
實驗12 重鉻酸鉀法測定鐵礦石中鐵的含量 250
實驗13 直接碘量法測定維生素C的含量 252
實驗14 微量滴定法測定食鹽中氯離子的含量 253
實驗15 沉淀重量法測定氯化鋇中的鋇含量 254
實驗16 硅酸鹽的系統分析 256
實驗17 分析化學設計實驗 260
Ⅱ 儀器分析實驗 261
實驗18 鐵的測定——鄰菲咯啉分光光度法 261
實驗19 氟離子電化學傳感器測定水中微量氟 264
實驗20 丁二酮肟高吸收示差分光光度法測定鎳 267
實驗21 石墨爐原子吸收光譜法測定體液中的鎘 268
實驗22 自動電位滴定法測定巖鹽中的氯 270
實驗23 微庫侖法測定Na2S2O3的濃度 271
實驗24 氣相色譜柱的制備 273
實驗25 混合樣中乙酸乙酯含量的測定——氣相色譜分析 274
實驗26 苯、萘、聯苯、菲的高效液相色譜分析 276
實驗27 飲料中咖啡因的高效液相色譜分析——外標法定量 277
實驗28 桑色素熒光分析法測定水樣中的微量鈹 278
實驗29 紫外分光光度法測定芳香族化合物苊 279
實驗30 原子吸收分光光度法測定奶粉中的鈣含量 281
實驗31 陽極溶出伏安法測定水中微量鎘 283
實驗32 電感耦合高頻等離子體發射光譜法測定人發中的微量銅、鉛、鋅 285
實驗33 有機化合物紅外光譜的測繪及結構分析 287
實驗34 芳香族化合物的紫外吸收光譜鑒定 289
實驗35 氣相色譜-質譜聯用實驗 290
實驗36 核磁共振實驗 292
實驗37 Cu(Ⅱ)與二甲亞砜配合物的制備與紅外光譜分析 293
實驗38 未知物的結構鑒定 294
第5章 物理化學實驗 295
Ⅰ 熱力學參數的測定 295
實驗1 液體飽和蒸氣壓的測定 295
實驗2 凝固點降低法測定物質的相對分子質量 297
實驗3 微電腦熱量計測定物質的燃燒熱 301
實驗4 中和熱的測定 305
實驗5 分解反應平衡常數的測定 308
實驗6 熱分析法測繪二組分金屬相圖 311
實驗7 雙液系的氣-液平衡相圖的繪制 314
Ⅱ 電化學參數的測定 316
實驗8 電解質溶液極限摩爾電導率及乙酸
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基礎化學實驗(第3版普通高等教育十一五國家級規劃教材) 節選
第1章 緒論 祝賀同學們完成了中學階段的學習任務并順利進入大學這一知識的海洋和能力培養的陣地，在這里你們將受到良好的培養和教育。你們將在化學領域中探索化學世界的奧秘、施展自己的才華! 在這一過程中，化學實驗起著十分重要的作用。然而，同學們做實驗前，必須知道：化學實驗的目的是什么？怎樣才能做好化學實驗？ 1.1 基礎化學實驗課程的目的 實驗是人類研究自然規律的一種基本方法。沒有實驗就沒有化學。化學實驗既是化學科學的基石，又是化學科學的“試金石”，即化學中的絕大多數定律、原理、學說都來源于實驗，同時又受實驗的檢驗。化學實驗課是傳授知識和技能、訓練科學思維和方法、培養科學精神和職業道德、實施全面化學素質教育的*有效形式。它不僅包括理論的驗證，還包括主觀能動的探索性內容；不僅包括產品的合成，還包括基礎操作的訓練；不僅包括性質實驗，還包括實驗技術的綜合運用；不僅體現方法的經典性，還體現其先進性。 通過實驗可以培養學生科學的認識能力和研究能力，即實驗操作能力，細致觀察和記錄實驗現象、歸納、綜合、正確處理實驗數據的能力，分析和正確表達實驗結果的能力等。 通過實驗可以培養學生實事求是、嚴肅認真、一絲不茍的科學態度，準確、細致的科學習慣以及科學的思維方式，從而逐步掌握科學研究的方法。 通過實驗可以加強學生對化學的基本原理和基礎知識的理解和掌握。化學實驗的任務是培養學生的基本功和思維方式、分析問題和解決問題的能力，同時使學生在基本操作方法和技能技巧等方面得到嚴格訓練。 1.2 化學實驗的學習方法 要達到上述實驗目的，學好實驗課程，不僅要有正確的學習態度，還要有正確的學習方法。 1.2.1 預習 為了避免實驗中“照方抓藥”的不良現象，使實驗能夠獲得良好的效果，實驗前必須進行預習： (1)認真閱讀實驗教材、參考資料中的有關內容。 (2)明確實驗的目的和基本內容。 (3)掌握實驗的原理。 (4)了解實驗的內容、步驟、操作過程和注意事項。 (5)寫出簡明扼要的預習報告后才能進行實驗。 通過預習應達到的目的是：弄清本次實驗要做什么，怎樣去做，為什么這樣做，不這樣做是否可行，還有什么更好的方法能達到同樣的目的，基本了解本實驗所用儀器的工作原理、用途和正確的操作方法，可否用其他儀器代替實驗給定的儀器等。 實驗前由指導教師檢查預習報告，若發現學生預習得不夠充分，應停止實驗，并要求熟悉實驗內容后再進行實驗。 1.2.2 實驗 實驗時應做到： (1)認真操作，細心觀察，如實記錄。 (2)在實驗全過程中勤于思考，仔細分析，力爭自己解決問題，遇到難以解決的疑難問題時，可請教師指點。 (3)保持肅靜，遵守規則，注意安全，整潔節約。 設計新實驗和做規定以外的實驗時，應先經指導教師允許。實驗完畢，洗凈儀器，整理藥品及實驗臺。 1.2.3 實驗報告 實驗結束后，應嚴格根據實驗記錄對實驗現象做出解釋，寫出有關反應式，或根據實驗數據進行處理和計算，得出相應的結論，并對實驗中的問題進行討論，獨立完成實驗報告，及時交指導教師審閱。 書寫實驗報告應字跡端正、簡單扼要、整齊清潔，實驗報告寫得潦草者應重寫。 實驗報告包括六部分內容： (1)實驗目的。 (2)實驗步驟。盡量采用表格、框圖、符號等形式清晰、明了的表示方式。 (3)實驗現象和數據記錄。表達實驗現象要正確、全面，數據記錄要規范、完整。 (4)數據處理。獲得實驗數據后，進行數據處理是一個重要環節，詳見1.3節。 (5)實驗結果的討論。對實驗結果的可靠程度與合理性進行評價，并解釋所觀察到的實驗現象。 (6)問題討論。針對本實驗中遇到的疑難問題，提出自己的見解或收獲，也可對實驗方法、檢測手段、合成路線、實驗內容等提出自己的意見。 1.3 化學實驗的誤差與數據處理 1.3.1 誤差 化學實驗中采用直接測量(用某種儀器直接測量出某物理量的結果)或間接測量(一些物理量的獲取要經過一系列直接測量后再依據化學原理、計算公式或圖表處理后才能得出的結果)的方法可獲得試樣的各種物理量。然而，在測量過程中，其結果受儀器、化學試劑、測量條件的突變及測定者本身等各種因素的影響，使測量值和真實值之間總會存在一些差距，稱為誤差。即使是同一個人在相同條件下，對同一試樣進行多次測定，所得結果也不完全相同，這說明誤差是客觀存在的。為使結果盡量接近客觀真實值，操作者必須對誤差產生的原因進行分析，學會減免誤差的措施，并借助一些數理知識對所得數據進行處理。 1. 準確度和精密度 準確度是指單次測量值()與真實值()的符合程度。絕對誤差和相對誤差用來表示準確度的高低。 絕對誤差 (1.1) 相對誤差 (1.2) 絕對誤差越小，說明準確度越高。相對誤差是絕對誤差在真實值中所占的百分數，因它與真實值和絕對誤差的大小有關，故能更準確地反映準確度。顯然，兩種誤差的表示均有可能出現正、負值。正值表示測定結果偏高，負值表示測定結果偏低。 若真實值不知道，就無法知道其準確度，在這種情況下，應采用精密度來描述測定結果的好壞。精密度是指在確定條件下，反復多次測量，所得結果之間的一致程度。用偏差表示單次測定值()與幾次測定平均值之間的差，其絕對偏差與相對偏差可表示為 絕對偏差 (1.3) 相對偏差 (1.4) 顯然，精密度越好，說明測定結果的重現性越好。 應該指出，精密度高不一定準確度就高；但每次測定的準確度高，則精密度一定高。 2. 誤差的種類與誤差的減免 誤差按來源可分為系統誤差(可測誤差)和偶然誤差(隨機誤差)。 1)系統誤差 構成測量系統的各要素(包括人、物和方法)產生的誤差稱為系統誤差。在相同條件下多次測量同一物理量，系統誤差的大小和符號不變；改變測量條件時，系統誤差又按某一確定規律變化；系統誤差不能通過重復測量來減免；系統誤差決定測量的準確度。因此，發現和減免系統誤差是十分重要的。 其中儀器誤差是指測定中用到的儀器本身有缺陷或未經校正或儀表零位未調好等產生的誤差，可通過調整、校正或改用另外的儀器來減免。 實驗方法的理論根據有缺陷或引用了近似公式而造成的誤差稱為方法誤差；由于試劑不純，所用去離子水(或蒸餾水)不合規格引入的誤差稱為試劑誤差。“對照實驗”是減免這兩種誤差的*有效方法，即選用公認的標準方法與所采用的測定方法對同一試樣進行測定，找出校正數據，或用已知標準含量的試樣，按同樣的測定方法進行分析找出校正數據；還可用“空白實驗”減免試劑誤差，即在不加試樣的情況下，按照同樣的實驗步驟和條件進行測量，得出空白值，然后從試樣的分析結果中扣除空白值。 環境因素誤差是指測定中溫度、濕度、氣壓等環境因素的變化對儀器產生影響而引入的誤差，可通過改變實驗條件發現此類誤差，然后采取控制環境因素的措施達到減免此類誤差的目的。 個人誤差是因觀測者個人不良習慣和特點引起的誤差，如記錄某一信號的時間總是滯后、讀取儀表時頭偏于一邊、對某種顏色的辨別特別敏銳或遲鈍等，更多的是操作水平低，不知如何控制實驗條件，不自覺地進行了錯誤的操作。同一套儀器，不同人測得的結果相差很大，是個人誤差所致。這種誤差只有認真學習、多加訓練才能被減小或消除。 圖1.1 誤差的正態分布 2)偶然誤差 實驗過程中，偶然的原因引起的誤差稱為偶然誤差，如觀察溫度或電流時有微小的起伏、估計儀器*小分度時偏大或偏小、控制滴定終點的指示劑顏色稍有深淺的差別、幾次讀數不一致、外界條件的微小波動以及一些不能預料的影響因素等。偶然誤差的大小、方向都不固定，在操作中難以完全避免。這種誤差是“偶然的”，其服從統計規律，可用正態分布曲線(圖1.1)表示。圖1.1中橫坐標表示每次測定值與總體平均值()間的誤差；為無限多次測量時的標準偏差；縱坐標為偏差出現的概率。曲線與橫坐標從–∞到+∞所圍面積代表具有各種大小偏差的測定值出現概率的總和(100%)。由圖1.1可知，偶然誤差具有以下規律： (1)絕對值相等的正、負誤差出現的概率相等。這說明重復多次測量，取其算術平均值，正、負誤差可相互抵消。消除了系統誤差后，其平均值接近真實值。 (2)就絕對值而言，小誤差出現概率大，大誤差出現概率小，很大誤差出現的概率近于零。在多次重復測定中，若個別數據誤差的絕對值超出3σ，可舍去。 除系統誤差和偶然誤差外，在測量過程中還可能出現讀數錯誤、記錄錯誤、計算錯誤以及不小心出現了錯誤操作等原因引起的過失誤差，如發現過失誤差應及時糾正或棄去所得數據。 1.3.2 數據記錄、有效數字及數據處理 1. 數據記錄與有效數字 為獲得準確的實驗結果，正確記錄測定結果是必要的。讀數時，一般要在儀器*小刻度(精密度)后再估讀一位。例如，常用滴定管*小刻度為0.1 mL，讀數應該到小數點后第二位，若讀數在22.6 mL與22.7 mL之間，這時根據液面所在0.6～0.7的位置再估讀一位，如讀數為22.65 mL等。讀數22.65 mL中的22.6是可靠的，*后一位數字“5”是可疑的，可能有正負一個單位的誤差，即液體實際體積是在22.65 mL±0.01 mL范圍的某一數值，其絕對誤差為±0.01 mL，相對誤差為(±0.01/22.65)×100%=±0.04%，若將上述測量結果讀成22.6 mL，意味著液體實際體積是22.6 mL±0.1 mL范圍內的某一數值，其絕對誤差為±0.1 mL，相對誤差為±0.4%，這樣測量精度就變成原來的1/10。一個準確記錄的數字中，可靠數字是測量中的準確部分，是有效的。可疑數字(末位數字)是測量中的估計部分，雖不準確，但畢竟接近準確，也是有實際意義的，但估計數字后的數字顯然是沒有實際意義的。因此，由可靠數字和一位可疑數字組成的測量值稱為有效數字。有效數字反映了測量的精度，記錄有效數字時應注意如下兩點： (1)“0”在數據中具有雙重意義。其一，“0”只起定位作用，不屬于有效數字。例如，滴定管讀數為22.65 mL，換成大單位表示寫成0.02265 L 或0.00002265 m3時，在“2”前面的“0”是起定位作用的，不屬有效數字，有效數字仍只有4位。其二，“0”在有效數字中間或末尾時均為有效數字，末尾的“0”說明儀器的*小刻度。例如，滴定管讀數為20.50 mL，兩個“0”都是有效數字，末尾的“0”是可疑的，它的存在說明滴定管的*小刻度為0.1 mL，該“0”必須有，但在可疑數字之后不可任意添“0”，如果將20.50 mL寫成20.500 mL，從數學角度看，關系不大，而在化學實驗中，絕對不能將20.50 mL和20.500 mL等同，否則就夸大了儀器的精度。由此可見，實驗數據具有特殊的物理意義，它既包含了量的大小、誤差，又反映了儀器的精度，不同于純數學的數值。為了不使有效數字的位數出錯，實驗數據宜用指數形式表示。例如，質量為16.0 g以毫克表示時，應寫成1.60×104 mg，若寫成16000 mg就易被誤解為5位有效數字。 (2)在表示絕對誤差和相對誤差時，通常只取一位有效數字，記錄數據時，有效數字的*后一位與誤差的*后一位在位數上應對齊。例如，22.65±0.01的表示是正確的，而22.65±0.001是錯誤的。 2. 數字修約規則 實驗中所測得的各個數據因測量的精度可能不同，導致其有效數字的位數也可能不同。在進行運算時，應棄去多余的數字進行修約，修約時應依我國國家標準(GB8170)使用下
基礎化學實驗(第3版普通高等教育十一五國家級規劃教材) 作者簡介
郭棟才 湖南大學教授，湖南省大學生化學化工學科競賽委員會主任，湖南省安全生產專家委員會委員，湖南省高等學校化學實驗教學示范中心聯席會秘書長，湖南省化學化工學會常務理事。現任國家*化學實驗教學示范中心主任，“基礎化學實驗”國家精品資源共享課程負責人，先后為化工、化學等專業本科生講授化工科技創新、化工工藝學、化工過程開發與實驗設計、專業英語與文獻檢索等理論課，以及基礎化學實驗、化學專業實驗、化工專業實驗、畢業實習、畢業設計/論文等實踐課。曾獲國家教學成果二等獎、湖南省教學成果一等獎、寶鋼優秀教師獎等。
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