Experiments in Physical Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill College

作者:Garland, Carl W./ Nibler, Joseph W./ Shoemaker, David P.

出品人:

页数:800

译者:

出版时间:2002-7

价格:$ 105.66

装帧:HRD

isbn号码:9780072318210

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 实验
• 化学实验
• 高等教育
• 大学教材
• 化学
• 科学
• 实验教学
• 分析化学
• 仪器分析

好的，以下是一份关于一本名为《Experiments in Physical Chemistry》的图书的详细简介，内容力求详尽，旨在描述一本并非您所指的、而是另一本虚构的、涵盖广泛的化学实验书籍的概况。 --- 实验化学的广袤领域：《基础与前沿物理化学实验指南》 导言：科学探究的基石 本书《基础与前沿物理化学实验指南》旨在为化学、物理学、材料科学以及相关工程学科的本科高年级学生和研究生提供一个全面、严谨且富于启发性的实验操作与数据分析的参考框架。我们深知，物理化学不仅仅是理论模型的推导与验证，更是精密测量、严谨观察和系统性数据处理的艺术。本书的核心目标是，通过一系列精心设计的实验模块，弥合抽象的物理化学原理与真实世界的实验现象之间的鸿沟。 本书结构设计兼顾了经典物理化学的稳固基础与现代分析技术的快速发展。全书共分为五个主要部分，涵盖了从宏观热力学到微观量子效应的广泛主题。 第一部分：热力学基础与物质状态的量化（Volume I: Foundations of Thermodynamics and States of Matter） 本部分聚焦于热力学的基本定律在化学系统中的应用。实验设计强调了高精度测量的必要性，并引入了处理不确定度和误差分析的现代统计学方法。 第一章：热力学基本量测 本章的实验着重于精确测量系统内能、焓、熵和吉布斯自由能的变化。 恒温热量计的校准与应用： 详细介绍了双层绝缘热量计（如配有精密温控系统的安培热量计）的搭建、校准（使用标准物质如苯甲酸）以及在中和反应、溶解过程中的热效应测定。关键在于理解热量损失的校正模型，并讨论辐射、对流和传导对测量的影响。 相变热力学： 涉及蒸汽压测量（克劳修斯-克拉佩龙方程的精密验证），特别是在亚临界和超临界流体状态下的行为观察。实验技术包括使用基于晶圆的微型传感器进行快速升温速率下的相变点测定，以区分一级和二级相变。 溶液热力学与活度系数： 探讨稀溶液和浓溶液中偏摩尔量的测定。实验单元包括使用精密密度计和折射率仪测定摩尔体积的微小变化，以及通过沸点升高和冰点降低的精密测量来确定依稀夫函数（Redlich-Kister方程）与活度系数。 第二章：化学平衡与动力学初步 本部分将热力学与速率相结合，为后续的动力学章节打下基础。 电化学平衡： 基于能斯特方程的精确验证。实验要求学生搭建高精度的非对称电极体系，测量不同温度下的电池电动势（EMF），并进行阿伦尼乌斯（Arrhenius）拟合以确定标准反应焓和熵。特别强调了液接电位的消除技术和电极极化效应的校正。 酸碱平衡的溶剂效应： 通过非水溶剂（如乙腈、二甲基甲酰胺）中的滴定曲线分析，探究溶剂极性对酸碱解离常数（$pK_a$）的影响。使用光度滴定法取代传统的电位滴定法，以提高对等效点附近的敏感度。 第二部分：化学反应速率论（Volume II: Chemical Kinetics and Reaction Mechanisms） 本部分是本书的重点之一，深入探讨化学反应的速率、机理以及影响速率的外部因素。重点在于时间分辨技术和反应机理的推断。 第三章：基础速率定律与方法论 积分法与微分法的应用对比： 针对液相一级、二级反应（如碘代丙酮的水解或双分子反应），要求学生对比使用积分法和初始速率法获得速率常数的差异，并分析误差来源。 恒定浓度法（Pseudo-Order Reactions）： 设计涉及至少三种反应物的实验，通过维持其中一种或多种组分浓度远大于其他组分，简化速率方程，从而确定各组分的真实级数。 气体相反应动力学： 涉及低压下气体反应的速率测量。关键在于使用带有体积校正的反应器（如霍夫曼-皮尔森反应器），并考虑壁面催化效应。 第四章：高级动力学与机理研究 链式反应与分支反应： 详细介绍了如氯化氢光解的动力学研究。实验要求学生使用紫外-可见分光光度计（UV-Vis Spectrophotometer）进行时间扫描，通过拟合稳态近似下的方程来推断引发、增长和终止的速率常数。 催化动力学： 重点研究异相催化剂（如负载型贵金属催化剂）的表面反应。实验涉及使用固定床或气-液鼓泡反应器，并运用朗缪尔-希申胡斯（Langmuir-Hinshelwood）或艾林-罗伊（Eley-Rideal）模型来解析吸附速率和反应速率。 反应速率与活化能： 精密测定不同温度下的速率常数，并进行高精度线性或非线性拟合以确定活化能（$E_a$）和指前因子（A）。特别强调了在计算过程中对温度测量的绝对准确性的要求。 第三部分：分子光谱与结构（Volume III: Molecular Spectroscopy and Structure） 本部分涵盖了利用电磁辐射与物质相互作用来推断分子结构、能量状态和浓度的实验技术。 第五章：电子光谱与分子结构 紫外-可见光谱分析： 不仅停留在朗伯-比尔定律的简单应用，更深入到分析溶剂极性对$pi o pi^$和$n o pi^$跃迁能量的影响。实验要求学生使用高分辨双光束分光光度计，并进行斯托克斯（Stokes）和反斯托克斯（Anti-Stokes）位移的测量以初步了解分子振动对电子跃迁的影响。 荧光光谱技术： 研究有机染料（如罗丹明B）的量子产率测定。实验重点在于荧光淬灭实验，通过Stern-Volmer方程分析碰撞猝灭和静态猝灭的竞争机制，并计算相应的猝灭速率常数。 第六章：红外、拉曼与核磁共振基础 振动光谱学： 使用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析官能团和分子间氢键。实验指导学生如何通过偏振技术（如ATR附件）确定键合的取向性。拉曼光谱实验则侧重于对称性较好的非极性分子振动模式的激发。 核磁共振（NMR）基础： 尽管高场NMR通常在专业实验室进行，本章设计了使用低场便携式NMR仪进行的弛豫时间（$T_1$和$T_2$）测量实验，以探究液体粘度对分子运动的影响。 第四部分：表面与界面现象（Volume IV: Surface and Interfacial Phenomena） 本部分探讨了宏观物质在接触界面上的行为，这是胶体化学、催化和材料科学的基础。 第七章：表面张力与润湿性 约翰逊法（Du Noüy Ring）与Wilhelmy板法对比： 详细描述了这两种经典方法的仪器操作规范和误差来源。重点是分析温度和表面活性剂浓度对表面张力的影响，并计算临界胶束浓度（CMC）。 接触角测量与杨氏方程： 介绍全自动接触角测量仪的使用，通过测量不同固-液体系的接触角，推导表面能的各个分量（分散力、极性力等），并分析表面粗糙度对润湿性的影响。 第八章：胶体与颗粒体系 布朗运动与颗粒大小测定： 使用动态光散射（DLS）技术测量聚苯乙烯乳胶颗粒的粒径分布。实验要求学生精确控制温度和离子强度，以观察双电层影响下的颗粒聚集行为。 电泳与Zeta电位： 通过测量颗粒在电场中的迁移速率，计算Zeta电位。这部分实验强调了电解质类型和浓度的选择对颗粒稳定性的决定性作用。 第五部分：高级主题与计算化学接口（Volume V: Advanced Topics and Computational Interface） 本部分面向研究生和有志于科研的学生，引入了前沿实验技术与计算模拟的交叉点。 第九章：激光与瞬态吸收技术简介 皮秒/纳秒瞬态吸收光谱： 介绍了使用泵浦-探测（Pump-Probe）系统的基本原理，用于研究激发态分子寿命。实验演示如何追踪光化学反应中的中间体物种的形成与衰变。 激光诱导的电离（LIF）基础： 简要介绍LIF技术在气相分子诊断中的应用，侧重于如何通过扫描激发波长来确定分子能级间的跃迁概率。 第十章：实验数据处理与计算化学验证 非线性最小二乘法拟合： 深入讲解如何使用专业的统计软件（如OriginPro, MATLAB）对复杂的动力学或光谱数据进行非线性拟合，并进行参数显著性检验。 与密度泛函理论（DFT）的对比： 选取一个简单的分子体系（如水分子或甲烷），要求学生根据实验测得的红外频率或偶极矩，将其结果与从Gaussian或ORCA等软件计算得到的理论值进行定量比较，分析实验误差与计算模型的局限性。 --- 本书的特色在于其对实验技能的严格要求和对结果的深入物理解释。每章末尾均附有“故障排除与高级选项”部分，旨在培养学生独立解决实验中遇到的复杂技术问题的能力，确保其不仅能执行实验，更能理解背后的物理化学原理和仪器工程学基础。我们相信，通过本书的系统训练，读者将能自信地进入现代物理化学研究的前沿领域。

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