化学实验研究的基本技术与方法 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《化学实验研究的基本技术与方法》从认识和研究物质的角度引导读者学习和掌握化学实验研究的基本技术与方法。本书以实验技术为中心，分为基本技术方法及实验实例两部分。介绍了实验研究的基础知识、基础理论、基本技术和基本实验，涵盖了无机化学、有机化学、分析化学和物理化学各个学科。具体包括无机物质及有机物质的制备、纯化和分析；化学反应体系的控制；常量和微量物质的表征等内容。
　　《化学实验研究的基本技术与方法》可作为高等院校理工科化学、药学、生物学、化学工程与技术、材料科学与工程、食品科学与工程及环境科学与工程等相关学科的基础化学实验用书。也可作为师范院校教师、交叉学科研究人员的参考书。

目录

第1章　测量物质基本理化性质的方法
1.1　物质的熔点
1.1.1　什么是物质的熔点
1.1.2　为什么要测熔点
1.1.3　熔点有哪些测定方法
1.1.4　实例
1.2　物质的沸点
1.2.1　什么是物质的沸点
1.2.2　为什么要测物质的沸点
1.2.3　沸点有哪些测定方法
1.2.4　实例
1.3　溶解度
1.3.1　什么是物质的溶解度
1.3.2　为什么要测定物质的溶解度
1.3.3　溶解度有哪些测定方法
1.3.4　实例
1.4　物质的密度
1.4.1　什么是物质的密度
1.4.2　为什么要测定物质的密度
1.4.3　密度的测定方法
1.5　手性化合物的旋光度
1.5.1　什么是物质的旋光度
1.5.2　为什么要测定旋光度
1.5.3　怎样测定物质的旋光度
1.5.4　实例
1.6　物质的折射率
1.6.1　什么是物质的折射率
1.6.2　为什么要测定物质的折射率
1.6.3　怎样测定折射率
1.6.4　实例
1.7　物质的吸光度
1.7.1　什么是物质的吸光度
1.7.2　为什么要测定物质的吸光度
1.7.3　吸光度有哪些测定方法
1.7.4　实例
1.8　物质的酸碱性
1.8.1　什么是物质的酸碱性
1.8.2　为什么要测定物质的酸碱性
1.8.3　怎样测定溶液的酸碱性
1.8.4　实例
第2章 测量体系性质的方法
2.1　温度
2.1.1　什么是温度
2.1.2　为什么要测量温度
2.1.3　如何测量温度
2.1.4　温标
2.2　压力
2.2.1　什么是压力
2.2.2　为什么要测量压力
2.2.3　如何测量压力
2.2.4　实例
2.3　化学反应热效应
2.3.1　什么是化学反应热效应
2.3.2　为什么要测量化学反应热效应
2.3.3　如何测量化学反应热效应
2.3.4　实例
2.4　相图
2.4.1　什么是相图
2.4.2　为什么要测绘相图
2.4.3　如何测绘相图
2.4.4　实例
2.5　化学反应平衡常数
2.5.1　什么是化学反应平衡常数
2.5.2　为什么要测定化学反应平衡常数
2.5.3　如何测定化学反应平衡常数
2.5.4　实例
2.6　化学反应速率
2.6.1　什么是化学反应速率
2.6.2　为什么要测定化学反应速率
2.6.3　如何测定化学反应速率
2.6.4　实例
2.7　液体表面张力
2.7.1　什么是液体的表面张力
2.7.2　为什么要测量液体的表面张力
2.7.3　如何测定液体的表面张力
2.7.4　实例
第3章 主要测定有机物质的组成、结构的方法——波谱分析法和色谱分析法
3.1　红外光谱分析法
3.1.1　红外光谱分析法的基本原理
3.1.2　红外光谱仪的结构
3.1.3　红外光谱测定技术
3.1.4　红外谱图举例
3.1.5　实例
3.2　紫外光谱分析法
3.2.1　紫外光谱分析法的基本原理
3.2.2　紫外光谱仪的结构
3.2.3　紫外光谱测定技术
3.2.4　紫外光谱图举例
3.2.5　实例
3.3　核磁共振波谱分析法
3.3.1　核磁共振波谱分析法的基本原理
3.3.2　核磁共振波谱仪的结构
3.3.3　核磁共振波谱测定技术
3.3.4　核磁共振波谱图例
3.4　质谱分析法
3.4.1　质谱分析法的基本原理
3.4.2　质谱仪的结构
3.4.3　色质联用仪
3.4.4　电感耦合等离子体质谱联用仪
3.4.5　质谱分析测定技术
3.4.6　质谱图举例
3.5　高效液相色谱分析法
3.5.1　高效液相色谱仪
3.5.2　高效液相色谱柱及固定相(填料)的选择
3.5.3　高效液相色谱检测器的选择
3.5.4　高效液相色谱测定技术
3.5.5　高效液相色谱图举例
3.5.6　实例
3.6　气相色谱分析法
3.6.1　气相色谱仪
3.6.2　气相色谱柱及固定相(填料)的选择
3.6.3　气相色谱检测器的选择
3.6.4　气相色谱测定技术
3.6.5　气相色谱图举例
3.6.6　实例
第4章 主要测定无机物质的组成、结构、形貌及表面积的方法——光谱分析法、电镜分析法和比表面积分析法
4.1　原子发射光谱分析法
4.1.1　原子发射光谱分析法的基本原理
4.1.2　原子发射光谱仪的结构
4.1.3　原子发射光谱测定技术
4.1.4　实例
4.2　原子吸收光谱分析法
4.2.1　原子吸收光谱分析的基本原理
4.2.2　原子吸收光谱仪的结构
4.2.3　原子吸收光谱测定技术
4.2.4　实例
4.3　X射线衍射分析
4.3.1　X射线衍射的基本原理
4.3.2　X射线衍射仪的结构
4.3.3　X射线衍射的应用
4.3.4　实例
4.4　扫描电镜分析
4.4.1　扫描电镜的原理和结构
4.4.2　扫描电镜的特点
4.4.3　扫描电镜的应用
4.5　透射电镜分析
4.5.1　透射电镜的原理和结构
4.5.2　透射电镜的应用
4.5.3　透射电镜发展趋势
4.6　比表面分析法
4.6.1　比表面积测定(BET法)的基本原理
4.6.2　吸附等温线的测定
4.6.3　物理吸附仪的结构
4.6.4　比表面积与孔隙分析的测定技术
4.6.5　报告图例
4.6.6　实例
第5章 测定常量有机和无机化合物含量的方法
5.1　电子天平
5.1.1　什么是电子天平
5.1.2　为什么用电子天平
5.1.3　怎样使用电子天平
5.1.4　电子天平的称量方法
5.2　液体刻度量具
5.2.1　什么是液体刻度量具
5.2.2　为什么要用液体刻度量具
5.2.3　如何使用液体刻度量具
5.3　滴定分析法
5.3.1　什么是滴定分析法
5.3.2　为什么要用滴定分析法
5.3.3　滴定分析法有哪几类
5.3.4　滴定分析有几种滴定方式
5.3.5　如何选择基准物质
5.3.6　如何配制标准溶液
5.3.7　如何进行滴定分析
5.4　酸碱滴定
5.4.1　什么是酸碱滴定
5.4.2　何时可用酸碱滴定
5.4.3　如何进行酸碱滴定
5.4.4　实例
5.5　配位滴定
5.5.1　什么是配位滴定
5.5.2　何时可用配位滴定
5.5.3　如何进行配位滴定
5.5.4　实例
5.6　氧化还原滴定
5.6.1　什么是氧化还原滴定
5.6.2　何时可用氧化还原滴定
5.6.3　如何进行氧化还原滴定
5.6.4　实例
5.7　沉淀滴定
5.7.1　什么是沉淀滴定
5.7.2　何时可用沉淀滴定
5.7.3　如何进行沉淀滴定
5.7.4　实例
5.8　重量分析法
5.8.1　什么是重量分析法
5.8.2　为什么要用重量分析法
5.8.3　何时可用重量分析法
5.8.4　重量分析中如何分离被测组分
5.8.5　如何进行重量分析
5.8.6　实例
第6章 物质的制备方法——搅拌、加热、回流、冷却、干燥
6.1　搅拌
6.1.1　什么是搅拌
6.1.2　为什么要搅拌
6.1.3　搅拌有哪些方式
6.1.4　实例
6.2　加热
6.2.1　什么是加热
6.2.2　为什么要加热
6.2.3　加热有哪些方式
6.2.4　实验室常见的加热设备
6.2.5　实例
6.3　回流
6.3.1　什么是回流
6.3.2　为什么要回流
6.3.3　回流有哪些方式
6.3.4　实例
6.4　干燥
6.4.1　什么是干燥
6.4.2　为什么要干燥
6.4.3　干燥有哪些方式
6.4.4　各种物质的干燥方法
6.4.5　实例
6.5　冷却
6.5.1　什么是冷却
6.5.2　为什么要冷却
6.5.3　冷却有哪些方式
6.5.4　实例
第7章 物质分离纯化的方法——过滤、重结晶、升华、蒸馏、萃取、色谱分离
7.1　过滤
7.1.1　什么是过滤
7.1.2　为什么要过滤
7.1.3　过滤有哪些方式
7.1.4　实例
7.2　重结晶
7.2.1　什么是重结晶
7.2.2　为什么要重结晶
7.2.3　重结晶如何操作
7.2.4　实例
7.3　升华
7.3.1　什么是升华
7.3.2　为什么要升华
7.3.3　升华如何操作
7.4　蒸馏
7.4.1　什么是蒸馏
7.4.2　为什么要蒸馏
7.4.3　如何进行蒸馏操作
7.4.4　实例
7.5　萃取
7.5.1　什么是萃取
7.5.2　为什么要萃取
7.5.3　萃取如何操作
7.5.4　实例
7.6　色谱法
7.6.1　什么是色谱法
7.6.2　为什么用色谱法
7.6.3　色谱法如何使用
实验部分
实验一　溴乙烷的制备
实验二　乙酸乙酯的制备
实验三　乙酰苯胺的制备
实验四　微量法测熔点和微量法测沸点
实验五　苯甲酸的制备
实验六　环己酮的制备
实验七　分析天平的称量练习
实验八　滴定分析基本操作练习
实验九　有机酸含量的测定
实验十　碱液中NaOH及Na2CO3含量的测定(双指示剂法)
实验十一　铅、铋混合液中Pb2+、Bi3+含量的连续测定
实验十二　水的硬度的测定
实验十三　过氧化氢含量的测定
实验十四　硫酸铜中铜含量的测定
实验十五　水中余氯的测定
实验十六　邻二氮菲分光光度法测定铁
实验十七　分光光度法测定水中铬和锰
实验十八　氯化物中氯含量的测定(莫尔法)
实验十九　氯化物中氯含量的测定(佛尔哈德法)
实验二十　可溶性硫酸盐中硫酸根离子的测定
实验二十一　无水乙醇饱和蒸气压的测定
实验二十二　蔗糖燃烧热的测定
实验二十三　阴极极化曲线的测定
实验二十四　乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
实验二十五　铅锡二组分合金相图的绘制
实验二十六　双液系的气液平衡相图
实验二十七　电导法测定弱电解质的电离常数
实验二十八　表面张力的测定——最大气泡法
实验二十九　氢超电势的测定
实验三十　X射线粉末图的测定
实验三十一　热重差热联用热分析
实验三十二　BET容量法测定固体比表面积
实验三十三　离子平衡乙酸电离常数的测定
实验三十四　多相离子平衡
实验三十五　氧化还原反应和电化学
实验三十六　B�瞆振荡反应
实验三十七　铁、钴、镍
实验三十八　铜、银、锌、镉、汞2
实验三十九　铬、锰
实验四十　碳、硅、锡、铅
实验四十一　卤素
实验四十二　硫酸亚铁铵的制备
实验四十三　缓冲溶液的配制和缓冲容量的确定
实验四十四　气体常数的测定
实验四十五　果汁饮料的综合分析
实验四十六　三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及组分分析
实验四十七　奶粉中钙含量的测定
实验四十八　矿泉水中总硬度、碳酸盐、重碳酸盐及微量铁含量的测定
实验四十九　乙酰水杨酸(阿司匹林)的制备和鉴定
实验五十金　属的腐蚀与钝化
实验五十一　电化学方法测定化学反应的热力学函数变化值
实验五十二　离子选择电极法测定水中微量氟离子含量
实验五十三　电感耦合等离子体原子发射光谱实验——同时测定废水中Cu、Mn2
实验五十四　原子吸收光谱实验——火焰原子吸收光谱法测定自来水中的铜
实验五十五　紫外吸收光谱实验
实验五十六　红外吸收光谱实验
实验五十七　气相色谱实验Ⅰ——百分面积法测定样品中正构烷烃的含量
实验五十八　气相色谱实验Ⅱ——测定苯系物的含量
实验五十九　高效液相色谱实验Ⅰ——反相色谱法测定多环芳烃
实验六十　高效液相色谱实验Ⅱ——反相色谱法测定邻苯二甲酸酯类
附录
附录1　基本单位
附录2　分析实验室用水的规格GB 6682—20
附录3　常用洗液与适用范围
附录4　常用缓冲溶液的配制方法
附录5　常用有机溶剂
参考文献

前言/序言

　　前言
　　化学是研究物质的性质、组成、结构、变化(制备)和应用的科学。
　　化学的目的和其他科学技术一样，是认识世界和改造世界。在过去的100年间，化学作为一门核心、实用、创造性的科学，为人类认识物质世界和人类的文明进步做出了巨大的贡献。
　　化学有三个基本武器：用分析手段测定物质的组成和结构，用合成手段制造物质，用对化学过程的认识去控制化学过程。
　　化学实验技术是保证进行化学研究的基础和手段，本书面向大学低年级本科生，引导学生理论联系实际；教给学生进入后续相关学科领域如理科的化学、海洋科学、地质学、生物学，工科的材料科学与工程、冶金工程、化学工程与技术、纺织科学与技术、环境科学与工程、食品科学与工程、农学的植物保护、医学的药学、中药学的基本的化学实验技能；展予学生化学基本的研究方法，本书将以图文并茂的形式，介绍化学实验研究中所用到的各种基本方法、装置和仪器。
　　全书分为8章，涵盖无机化学、有机化学、分析化学和物理化学实验的基本内容。第1章测量物质基本理化性质的方法，从认识有机物和无机物物理性质的角度，介绍如何在实验室测量熔点、沸点、溶解度、酸碱性、旋光度、折射率、吸光度值等，如何正确选择仪器设备、如何进行操作。第2章测量体系性质的方法，包含了物理化学中体系热力学基本性质的测量，介绍了为什么要了解化学反应体系中热量、饱和蒸气压、平衡常数、电势�瞤H曲线等，从测量中可进行哪些方面的研究，使用什么样的仪器、怎样进行测量等。第3章主要测定有机物质的组成、结构的方法，介绍了当要了解有机化合物的组成和结构时，可用的波谱和色谱的定性和定量方法，所使用的仪器设备特点，适用范围和操作步骤。第4章主要测定无机物质的组成、结构、形貌及表面积的方法，介绍了当要了解无机化合物的组成和结构时，可用的光谱和其他的定性和定量方法，所使用的仪器设备特点，适用范围和操作步骤。第5章测定常量有机和无机化合物含量的方法，介绍物质的酸碱性质、氧化还原性质、络合性质、沉淀性质，如何利用这些物质在水溶液中的离子平衡测定它们的含量。第6章物质的制备方法，介绍如何使用回流、搅拌、加热、冷却、干燥等方法来制备有机物或无机物，有什么样的装置，怎样选择合适的装置等。第7章物质分离纯化的方法，对于合成出来、采集回来或要进行定性定量测定前的样品，经常是程度不同的混合物，介绍各种蒸馏、萃取、结晶、升华的方法，介绍相关的设备装置和适用范围。实验部分，介绍必修和选修实验的实例共60个。
　　本书与其他的基础化学实验教材相比有三个特色：1�北臼榻�有机化学、无机化学、分析化学、物理化学有机地融合于一体，可作为化学实验中心的基础教材；2�贝尤鲜段镏屎脱芯课镏实慕嵌冉樯芩�采用的基础实验方法；3�笔橹写罅坎捎谜掌�和插图，形象地展示了实验室中常用的仪器、设备和技术。
　　本书由王小逸和夏定国教授主编，王小逸教授编写第3章和第6章的内容，并与夏定国教授共同编写了第4章的内容，客慧明编写第1章，陈永宝编写第2章，林兴桃编写第5章，白广梅编写第7章。此外，第8章由张丽娟、訾学红、李英、甄岩、陶志青、沈忱、周志清共同编写。赵靖强和任海荣负责全书的图表绘制、整理和校正。刘卓负责全书的摄影。
　　随着学科间界线越来越模糊，基本的化学技能比如合成和分析对新出现的交叉学科将变得更加重要。在此，让我们引用英国《自然》杂志发表的题为“化学——埋没在自己成功之下的学科”及“化学的品牌价值”作为结尾，与广大的年轻学生们共勉，为化学事业的未来打好扎实的基础。
　　“化学的目标是认识分子的结构和功能，研究分子间的相互作用，所有这些都是科学事业中的重要核心。然而，这一学科却为它无所不在的能力付出了昂贵的代价。对公众而言，化学科学和化学工业往往是同一概念。因此化学就成了喷射烟雾的烟囱和被污染的河流，而不是挽救生命的药物和太空时代的新材料。对其他领域的研究人员，例如政策的制定者，特别是年轻的科学家来说，化学有时被看作是一门成熟的学科，在这个学科里已经没有最重要和刺激的工作可做。但实际上，真正的化学家们却在讲述着完全不同的故事，他们在激动地谈论分子电子学的前景，可持续发展对能源的需要所提出的挑战，以及由人类基因组序列而产生的药物定制所带来的机会。”
　　致谢：感谢北京工业大学“211工程”资助；感谢北京工业大学优秀教学团队建设项目的资助；感谢北京工业大学教改项目ER2009�睟��17和ER2009�睠��23的资助。
　　由于编者的水平所限，书中疏误之处敬请读者批评指正。
　　编者
　　2011年1月于北京工业大学
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