课程代码： 物理化学与胶体化学 physical chemistry and colloid chemistry 学分：3.5 总学时：64 理论学时：48 实验：16 课程目的 物理化学和胶体化学是研究变化规律性的基础科学，本课程是农业院校主要的基础课程，是生命科学、土壤科学、食品科学、环境科学等专业本科生的必修课程。该课程科学地、系统地、严谨地阐明化学的基本理论，为学生深入学习有关专业课程打下坚实的基础。 课程基本要求 (1)重点掌握化学热力学的基本理论和基本方法。 (2)重点掌握判断变化发生方向和限度的判据。 (3)掌握研究变化机理的基本手段。 (4)掌握表面化学和胶体化学的基本内容。 (5)了解物理化学基本原理在实际体系中的应用,学会科学的思维方法，提高分析问题和解决问题的能力。 教材 《物理化学》董元彦，李宝华，路福绥主编，科学出版社 主要参考教材： 《物理化学》（上、下册） 天津大学物理化学教研室编,高等教育出版社 课程内容 第 1 章 化学热力学基础 主要内容：热力学的能量守恒原理.热力学第一定律.可逆过程与最大功.理想气体的热力学. 重点和难点：化学热力学的基本概念和基本公式. 复习热化学. Kirchhoff 公式.熵变的计算. 第2 章 自由能、化学势和溶液 主要内容：Gibbs 自由能判据、热力学第一、二定律联合公式 、 Gibbs 自由能及判据 、Holmholtz 自由能.Gibbs 自由能与温度、压力的关系.△ G 的计算、 简单的 P.V.T 变化过程 、 相变过程 、 化学反应.稀溶液的依数性. 重点和难点：自由能、偏摩尔数量.掌握理想气体、理想溶液的化学势. 第 3 章 相平衡 主要内容：相律基本概念。单组分体系、 Clapeyron 方程 、 水的相图.二组分双液体系.理想完全互溶双液系.非理想完全互溶双液系.部分互溶双液系. 重点和难点：掌握相律的基本概念和 Clapeyron 方程.掌握理想双液系相图,了解其它二元体系的相律. 第 4 章 化学平衡 主要内容：化学势与化学平衡,反应进度和反应限度的关系.化学反应定温方程式及化学反应的平衡常数.平衡常数的测定和计算. 重点和难点：化学势与化学平衡的关系.平衡常数的测定和计算.各种因素对化学平衡的影响. 第 5 章 电解质溶液 主要内容： 电解质溶液的导电机理,Faraday 定律 、离子的电迁移.电导及其应用.强电解质溶液的活度及活度系数、影响离子平均活度系数的因素.强电解质溶液理论. 重点和难点：掌握离子电迁移；掌握电导、电导率及其计算和应用.电解质溶液的活度和活度系数.了解强电解质溶液理论 第 6 章 可逆电池电动势 主要内容：可逆电池、电极的类型和电极反应、电池表示法.电极电势.可逆电池热力学.电池电动势的测定及其应用.电子活度和 pH 电势图. 重点和难点：掌握电池、电极、电动势、 Nernst 公式及其应用. 掌握可逆电池热力学.了解 pe 、 pH 电势图和生化标准电极电势 第 7 章 不可逆电极过程 主要内容：分解电压.极化现象和超电势.极谱分析原理. 重点和难点：分解电压、极化现象和超电势.极谱分析的原理.金属腐蚀及防护；化学电源. 第 8 章 化学动力学 主要内容：化学反应速率 、基元反应 、反应级数 、速率常数 、反应分子数.一级反应 、二级反应 、三级反应和零级反应、应级数的确定.温度对反应速率的影响. 重点和难点：化学动力学的基本概念；简单级数反应的特点及其计算.掌握温度对反应速率的影响. Arrhenius 公式及应用. 第 9 章 光化学 主要内容：光化学第一定律 、光化学第二定律. 重点和难点：光化学反应及其基本规律. 第 10 章 液体表面 主要内容：表面 Gibbs 自由能、表面张力.溶液表面吸附.表面活性物质结构特点 、表面活性物质分类. 重点和难点：液体表面及弯曲液面的特性.溶液表面吸附.表面活性物质的结构特点. 膜、胶束和液晶. 第 11 章 固体表面 主要内容：固体表面特性.气固界面吸附、吸附作用 、吸附理论 、吸附作用的应用.液固界面吸附.润湿现象 、润湿作用的应用. 重点和难点:固体表面及气固表面吸附.了解液固表面吸附. 第 12 章 溶胶 主要内容：分散体系.溶胶的制备与净化.溶胶的光学性质、Tyndall 效应的规律.溶胶的动力学性质、扩散与渗透压 、沉降和沉降平衡.溶胶的电学性质、动现象 、胶粒表面电荷的来源 、双电层结构 、溶胶胶团的结构. 重点和难点：分散体系.溶胶的制备和净化.溶胶的光学性质、动力学性质和电学性质. 第 13 章 乳状液与泡沫 主要内容：乳状液的类型.乳状液的稳定性与乳化.乳状液的转型与破坏.重点和难点：乳状液的特点及稳定性.乳状液的类型理论.乳状液的制备，转型与破坏.微乳状液.泡沫的特点及稳定性. 第 14 章 高分子溶液 主要内容：高分子溶液、分子溶液与小分子溶液、溶胶的异同点.高分子化合物的相对分子量.溶液中高分子的柔性 、溶液中高分子的形态 、高分子化合物的溶解过程 、分子溶解过程的热力学处理.高分子溶液的渗透压 、高分子溶液的粘度 、分子溶液的光散射 、分子溶液的超速离心沉降高分子电解质溶液.高分子在固液界面上的吸附 、高分子对溶胶的稳定作用.高分子物质的降解. 重点和难点：高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点.高分子化合物的相对分子量.溶液中高分子的特点.高分子溶液的性质. 第 15 章 凝胶及膜平衡 主要内容：凝胶的类型 、凝胶的结构及稳定性.胶凝作用.凝胶的性质、凝胶的溶胀 、胶液收缩 、凝胶中的扩散与化学反应 、胶溶作用.凝胶在科学研究中的应用、凝胶色谱 、凝胶电泳 、凝胶膜. 重点和难点凝胶及其结构特点.各种因素对胶凝作用的影响，凝胶的性质. Donnan 平衡及对膜内外离子分布的影响. 习题 根据教学需要，布置50道习题，作业完成情况作为评定课程成绩的一部分。 实验或实践环节 序 号 实验名称 学时 内容提要  1 燃烧热的测定 4 测萘燃烧热，作雷诺校正图，计算萘的等容燃烧热和等压燃烧热。  2 二级反应乙酸乙酯皂化 4 测两种不同温度下同浓度的 NaOH和乙酸乙酯溶液电导率和反应时间  3 复杂反应丙酮溴化 4 测定丙酮溴化反应时间与光密度的关系,用作图法求反应的速率常数  4 最大气泡法测表面张力 4 定温下测定水和不同浓度的正丁醇水溶液的最大气泡压力，并计算其表面张力  学时分配 序号 内 容 学时  1 化学热力学基础 7  2 自由能、化学势和溶液 6  3 相平衡 4  4 化学平衡 4  5 电解质溶液 4  6 可逆电池电动势 4  7 不可逆电极过程 1  8 化学动力学 4  9 光化学 1  10 液体表面 4  11 固体表面 1  12 溶胶 3  13 乳状液与泡沫 2  14  高分子溶液 2  15  凝胶及膜平衡 1   实验 16   合计 64  先修课程 无机及分析化学、基础有机化学、基础化学实验、大学数学、大学物理。 优选专业 农学、动物科学、动物医学、食品科学、生命科学、环境资源、植物保护。 执行说明 本课程为必修课，理论课成绩占70%，实验成绩占30%，两项合计为最终成绩。 执笔：黄新辉 审核：马淑惠