物理化学实用手册

物理化学实用手册【物理化学实用手册】《物理化学实用手册》是由化学工业出版社于2016年6月出版的一本实用手册。
基本介绍中文名：物理化学实用手册
外文名：Practical manual of Physical Chemistr
作者：孙艳辉、何广平、马国正等编
丛书名：化学工作者手册
出版日期：2016年6月
书号：978-7-122-25060-5
开本：B5 710×1000　1/16
版次：1版1次
页数：671页
出版社：化学工业出版社
内容简介本书是一本综合性物理化学实用手册，涵盖了物理化学的基础理论知识、实验操作技术、部分相关大型仪器的使用方法以及部分较实用的物理化学常用数据资料。其特点在于实用性和速查功能，同时简要介绍了一些新的热点知识。本手册理论与实践兼备，内容丰富，将物理化学工作者日常工作中真正需要查询的知识儘可能地收纳其中。本手册不仅可供理工科院校化学及相关专业师生使用，对广大科学研究、工程技术人员和化学工作者均有参考查阅使用的价值。目录信息第一篇基本原理第1章热力学11.1热力学基本概念11.1.1热力学的一般概念11.1.2热力学第一定律的基本概念31.1.3热化学基本概念61.1.4热力学第二定律的基本概念91.1.5热力学第三定律的基本概念111.1.6经典热力学121.1.7非平衡态热力学121.2热力学基本定律与基本关係式141.2.1热力学第零定律141.2.2热力学第一定律141.2.3热力学第二定律141.2.4热力学第三定律151.2.5焦耳定律161.2.6赫斯（盖斯）定律161.2.7反应热与温度的关係——基尔霍夫（G.R.Kirchhoff）定律161.2.8卡诺定理171.2.9克劳修斯不等式与熵增加原理171.2.10玻尔兹曼公式181.2.11等压热容与等容热容的关係181.2.12理想气体的ΔU和ΔH181.2.13理想气体的绝热过程方程181.2.14等压热效应与等容热效应的关係191.2.15热力学函式之间的关係式191.2.16热力学基本方程191.2.17特徵微分方程式和特徵函式191.2.18对应係数关係式201.2.19麦克斯韦关係式201.2.20热力学判据201.2.21化学反应等温式211.2.22吉布斯自由能与温度的关係式——吉布斯亥姆霍兹方程221.2.23ΔG与压力的关係221.2.24非平衡态热力学基本关係式221.3热力学量与热力学状态函式的计算251.3.1不同过程的体积功We251.3.2不同过程的热Q261.3.3不同过程的热力学能变ΔU271.3.4不同过程的焓变ΔH281.3.5不同过程的熵变ΔS281.3.6不同过程的吉布斯自由能变ΔG301.3.7不同过程的亥姆霍兹自由能变ΔA311.3.8绝热反应系统极值温度的计算31第2章热力学的套用322.1基本概念322.1.1多组分系统热力学的基本概念322.1.2多组分系统的组成表示法322.1.3气体混合物热力学的基本概念332.1.4溶液热力学的基本概念342.1.5稀溶液的依数性342.1.6真实溶液（非理想溶液）352.1.7相平衡的基本概念362.1.8典型相图分析和套用392.1.9化学平衡的基本概念532.2基本定律与关係式542.2.1多组分体系热力学的基本公式542.2.2溶液热力学的基本定律与关係式552.2.3相平衡中的基本定律与关係式582.2.4化学平衡的基本定律与关係式59第3章化学动力学613.1动力学的基本概念613.1.1动力学的一般概念613.1.2複杂反应的基本概念623.1.3链反应的基本概念633.1.4光化学反应的基本概念633.1.5催化反应的基本概念663.1.6在溶液中进行的反应693.1.7快速反应的研究方法703.1.8分子反应动态学713.2化学动力学的基本原理、方法与公式713.2.1质量作用定律713.2.2不同级数反应的速率方程723.2.3几种典型複杂反应的速率方程743.2.4反应级数的测定方法753.2.5范特霍夫规则773.2.6阿伦尼乌斯原理773.2.7基元反应的微观可逆性原理773.2.8活化能的计算方法783.2.9处理複杂反应的近似方法793.2.10基元反应速率理论803.2.11光化学基本定律833.2.12光化学反应的速率方程833.2.13催化反应843.2.14快速反应的研究方法87第4章电化学914.1电化学的基本概念914.1.1电解质溶液的基本概念914.1.2原电池的基本概念924.1.3电解池的基本概念954.2电化学的基本规律与公式974.2.1法拉第定律974.2.2电导率和浓度的关係984.2.3摩尔电导率与浓度的关係984.2.4离子独立移动定律984.2.5强电解质溶液的离子互吸理论994.2.6德拜休克尔极限定律994.2.7德拜体克尔翁萨格电导理论1004.2.8Ostwald稀释定律1014.2.9可逆电池的表示方法1014.2.10热力学与电化学的关係式1024.2.11能斯特方程——可逆电极电势与各组分活度的关係1034.2.12能斯特方程——可逆电池电动势与各组分活度的关係1034.2.13金属在电极上的析出规律1034.2.14塔费尔方程式1044.3电化学的套用1044.3.1电导测定的套用1044.3.2电动势测定的套用1074.3.3电解池电极反应的套用1124.3.4金属腐蚀与防腐1174.3.5化学电源的种类1224.3.6超级电容器1304.3.7电化学感测器134第5章界面化学1365.1界面化学的基本概念1365.1.1界面与表面1365.1.2表面功、表面自由能、表面张力1365.1.3弯曲表面下的附加压力1375.1.4弯曲表面上的蒸气压1375.1.5毛细管现象1385.1.6亚（介）稳状态1385.1.7溶液的表面吸附与表面超量1395.1.8液-液界面的铺展1395.1.9表面膜与表面压1405.1.10液-固界面的润湿作用1415.1.11润湿作用与接触角1425.1.12表面活性剂1425.1.13固体表面的吸附——化学吸附和物理吸附1455.2界面化学的基本原理、方法与公式1485.2.1界面的热力学性质1485.2.2表面张力与温度的关係1495.2.3溶液表面张力与浓度的关係1495.2.4Young-Laplace公式-弯曲表面下的附加压力1505.2.5毛细管中液体升高或降低公式1505.2.6Kelvin公式-弯曲表面上的蒸气压1515.2.7Yung方程-接触角与各界面张力的关係1515.2.8润湿方程1515.2.9吉布斯（Gibbs）吸附等温式1525.2.10单分子截面积和单分子层厚度计算公式1525.2.11表面压与表面张力的关係1525.2.12Langmuir吸附理论与等温吸附方程式1535.2.13Freundlich吸附理论与吸附方程1535.2.14Temkin equation（焦姆金）吸附方程1545.2.15BET吸附理论与BET多分子层吸附等温式1545.3表面活性剂1555.3.1表面活性剂的作用1555.3.2表面活性剂的套用157第6章胶体和高分子分散系统1596.1胶体和高分子系统基本概念1596.1.1分散体系和胶体1596.1.2溶胶的胶团结构1596.1.3胶体的动力学性质1606.1.4胶体的光学性质1616.1.5胶体的电学性质1626.1.6溶胶的稳定性1626.1.7高分子化合物1656.1.8乳状液与泡沫1666.1.9牛顿流体与非牛顿流体1676.1.10触变性流体1676.1.11黏弹性流体1676.1.12凝胶1676.1.13气凝胶1686.2胶体和高分子分散系统的基本理论，方法与公式1686.2.1布朗运动的位移公式1686.2.2扩散係数公式1696.2.3沉降与沉降平衡1696.2.4瑞利散射公式1696.2.5电动电位计算公式1696.2.6高分子的摩尔质量1706.2.7DLVO溶胶稳定理论1716.2.8胶体的流变性质1736.2.9凝胶1746.2.10乳状液174第二篇基本操作技术与仪器第7章热化学测试技术与仪器1777.1热化学测试技术基础1777.1.1温标1777.1.2温度计的种类与适用範围1797.1.3常见的温度计1797.1.4温度控制-恆温槽的组装与适用範围1967.1.5超级恆温槽2007.2热化学测量技术及仪器2027.2.1量热技术2027.2.2量热计及其测量技术2047.2.3热分析测量技术及仪器2127.3相图绘製2327.3.1热分析法（步冷曲线法）绘製二组分固-液相图2327.3.2沸点仪绘製双液系气液平衡相图2347.3.3溶解度法绘製二元水盐相图2367.3.4溶解度法绘製三组分体系等温相图2367.4相对分子质量（分子量）测定方法2387.4.1凝固点降低法测定物质的相对分子质量2397.4.2沸点升高法测化合物的相对分子质量2417.4.3渗透压法测定聚合物分子量2437.4.4光散射法测定聚合物的重均分子量及分子尺寸2477.4.5黏度法测定高聚物的黏均分子量2527.4.6高聚物相对分子质量的其他测定方法简介2557.5液体饱和蒸气压和摩尔汽化热的测定2567.5.1实验原理2567.5.2测定方法2577.6反应平衡常数的测定方法2577.6.1液相反应平衡常数的测定2577.6.2气相反应或复相反应平衡常数的测定2607.6.3藉助动力学研究得到化学反应平衡常数2627.6.4碘和碘离子反应平衡常数的测定2647.6.5分配係数的测定2657.7活度係数测定方法2667.7.1蒸气压法2667.7.2凝固点降低法2687.7.3渗透压法2687.7.4电化学法2687.7.5利用盐效应紫外分光法测定萘在硫酸铵水溶液中的活度係数2707.7.6色谱法测定无限稀释溶液的活度係数271第8章动力学测试技术与仪器2748.1反应速率测定2748.1.1化学法2748.1.2物理法2758.2反应速率常数测定2758.2.1一级反应速率常数测定2758.2.2二级反应速率常数测定2788.2.3pH法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数2808.2.4毛细管电泳法测定阿魏酸转化反应速率常数2818.2.5弛豫法测定铬酸根重铬酸根离子反应的速率常数2818.2.6分光光度法测定丙酮碘化反应的速率方程2858.2.7BZ振荡反应2888.2.8碘钟反应2898.3反应级数确定方法2918.3.1积分法2928.3.2微分法2928.3.3半衰期法2938.3.4改变物质数量比例法2938.4活化能测定2938.5催化反应技术2948.5.1均相催化2948.5.2多相催化2948.5.3酶催化297第9章电化学测试技术与仪器3009.1电化学常用配套设备与技术3009.1.1常用电极3009.1.2盐桥3119.1.3标準电池3129.1.4检流计3139.1.5万用电錶3149.1.6电解槽3149.1.7导体焊接技术3169.2离子迁移数的测定3179.3电导及电导率的测量及仪器3209.3.1电导的测定3209.3.2常用电导率仪3219.3.3电导率测定的套用3249.4电池电动势的测定3289.4.1常用电位差计3289.4.2原电池电动势测定的套用3329.5电镀、电解和电池技术3399.5.1电镀3399.5.2电解3409.5.3电池製备技术3419.5.4超级电容器的工艺流程3479.5.5电化学工作站348第10章光学测量技术与仪器37510.1折射率的测定与套用37510.1.1折射率37510.1.2阿贝折射仪37510.1.3折射率测定的套用 37810.2旋光度的测定与套用37810.2.1旋光现象和旋光度37810.2.2旋光仪基本结构37910.2.3旋光仪的测定与套用 38310.3分光光度计38310.3.1分光光度法基本原理38310.3.2分光光度计38410.3.3分光光度测定的套用38510.4紫外-可见吸收光谱仪38510.4.1紫外-可见吸收光谱法38510.4.2紫外-可见吸收光谱仪38610.4.3紫外-可见吸收光谱法的套用386第11章压力的测量与控制38811.1大气压测定38811.1.1福廷式气压计38811.1.2定槽式气压计39011.2常压测量仪器39111.2.1液柱式压力计39111.2.2弹性式压力计39111.3真空系统39211.3.1真空度分类39211.3.2真空的获得与真空泵分类39211.3.3真空的测量39511.4高压气体钢瓶及其使用39911.4.1气体钢瓶的分类39911.4.2气体钢瓶的使用40011.4.3常用气体钢瓶的外部颜色标誌40111.4.4氧气减压阀40311.5液体饱和蒸气压的测定技术40511.5.1静态法40511.5.2动态法40611.5.3饱和气流法40711.5.4Knudsen隙透法40911.5.5蒸发率法40911.5.6现代蒸气压测量方法40911.6分解压的测定及其套用411第12章界面化学测量技术与仪器41412.1液体表面张力测定方法41412.1.1静态法41412.1.2半静态法41512.1.3动态法41612.2固体表面张力的测定方法41712.2.1临界表面张力测定法41712.2.2熔融外推法41712.2.3应力拉伸法41712.2.4解理劈裂法41712.2.5溶解热法41812.2.6估算法41812.3接触角测定技术41812.3.1固体表面的接触角测定方法41812.3.2粉体表面接触角测定方法41912.4吸附量测定技术 42012.4.1动态法42112.4.2静态法42112.4.3液相吸附量的测量方法42212.5吸附模型确定42212.5.1绘製吸附等温线42212.5.2确定吸附模型 42312.6固体比表面积测定方法——BET法 42312.7多孔性物质孔径、孔径分布以及固体表面分维值测定42412.7.1平均孔半径r测定 42412.7.2孔径分布的简单测定 42412.7.3固体表面分维值测定 42412.8表面压测定及其套用42612.8.1表面压测定 42612.8.2利用表面压测物质的摩尔的质量42612.9临界胶束浓度的实验测定42712.9.1表面张力法 42712.9.2电导法 42712.9.3增溶法42712.9.4光散射法42712.10分子截面积测定42712.11单分子膜厚度测定428第13章胶体大分子体系测量技术与仪器42913.1胶体的製备技术42913.1.1分散法42913.1.2凝聚法42913.2溶胶的净化43013.3胶体电动电位测定43013.3.1巨观电泳法43013.3.2微电泳法43213.3.3电渗法43213.4大分子溶液黏度测定技术43213.4.1不同黏度计的介绍43213.4.2黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量43713.5纳米材料製备44013.5.1液相法44013.5.2气相法44113.5.3固相法44113.5.4SPD法44213.5.5超声场中湿法44213.5.6自组装法443第14章大型测试仪器简介44414.1红外光谱仪44414.1.1红外光区的划分44414.1.2红外光谱及其谱图特徵44414.1.3红外光谱的产生条件44514.1.4基团特徵频率和特徵吸收峰44514.1.5频率位移的影响因素44914.1.6仪器的分类和基本构造45114.1.7红外光谱测定技术45214.1.8红外光谱图解析步骤45314.1.9仪器的使用与维护45414.1.10典型例题图谱分析45414.2拉曼光谱仪45914.2.1瑞利散射和拉曼散射45914.2.2拉曼光谱的物理学原理45914.2.3拉曼位移的定义46014.2.4拉曼光谱图46014.2.5拉曼光谱的特徵谱带及强度46114.2.6拉曼光谱的一些基本特徵46114.2.7红外光谱与拉曼光谱比较46214.2.8拉曼光谱的优缺点46314.2.9拉曼光谱仪的介绍46414.2.10拉曼光谱仪的操作46514.2.11仪器的使用与维护46514.2.12谱图解析实例46514.3萤光光谱仪46914.3.1萤光与磷光的产生过程47014.3.2萤光光谱类型47114.3.3萤光光谱的特徵47114.3.4萤光寿命47114.3.5萤光量子产率Φ47114.3.6萤光与物质分子结构的关係47114.3.7影响萤光的环境因素47214.3.8萤光光谱仪的主要构造47314.3.9样品的準备47314.3.10测试步骤47314.3.11滤光片以及光路狭缝和扫描速度的选择47414.3.12萤光光谱仪的使用与维护47414.3.13萤光光谱的套用47514.4X射线粉末衍射仪47614.4.1X射线衍射的原理47714.4.2X射线的产生47714.4.3仪器基本构造47714.4.4实验参数的选择47814.4.5X射线粉末衍射谱图特徵48014.4.6试样的要求及製备48114.4.7仪器操作步骤48114.4.8X射线粉末衍射分析的套用48214.4.9X射线粉末衍射仪的日常维护和使用48714.5扫描电子显微镜48714.5.1扫描电子显微镜的工作原理48814.5.2扫描电子显微镜的基本结构48814.5.3扫描电子显微镜的特点48914.5.4扫描电子显微镜的样品製备48914.5.5分析测试步骤49014.5.6影响电子显微镜影像品质的因素49114.5.7仪器的维护和使用49114.5.8扫描电子显微镜套用实例49114.6透射电子显微镜49314.6.1成像原理49314.6.2透射电镜的基本结构49314.6.3试样的製备49414.6.4透射扫描的一般操作步骤49514.6.5透射电子显微镜的优缺点49614.6.6透射电镜的日常维护与使用49614.6.7透射电镜操作注意事项49714.6.8透射电镜的套用49714.7原子力显微镜49814.7.1原子力显微镜的基本原理49814.7.2仪器结构49914.7.3原子力显微镜的基本工作模式50014.7.4原子力显微镜的工作环境50014.7.5原子力显微镜的主要特点50114.7.6样品的要求50114.7.7实验操作步骤50214.7.8原子力显微镜的使用与维护50214.7.9原理力显微镜的套用503第三篇常用数据第15章国际单位制50715.1国际单位制（SI）基本单位及其定义50715.2国际单位制的辅助单位及其定义50815.3具有专门名称和符号的国际制导出单位50815.4可与国际制单位并用的其他单位50915.5一些习惯使用单位与国际制单位的换算50915.6构成倍数或分数的国际制词冠510第16章基本物理化学常数51116.1物理化学常数51116.2物理化学中主要物理量符号名称（拉丁文）51116.3物理化学中的物理量符号名称（希腊文）51316.4水在不同温度下的密度，折射率，黏度，介电常数和离子积常数Kw51316.5一些有机化合物的折射率（298.15 K）及温度係数51516.6一些常见液体的介电常数51516.7一些有机物的黏度52216.8常用流体材料的黏度值53116.9常见气体的液化温度（沸点）Tb和固化温度（熔点）Tm531第17章热化学数据53317.1常见有机物、无机物的热力学数据53317.1.1常见无机化合物的标準生成焓、标準生成吉布斯自由能、标準熵和等压摩尔热容53317.1.2常见有机化合物的标準生成焓、标準生成吉布斯自由能、标準熵55617.2其他55817.2.1一些无机物的等压摩尔热容与温度的关係55817.2.2一些有机物的等压摩尔热容与温度的关係 56417.2.3部分有机化合物的标準摩尔燃烧焓（298.15K）56617.2.4无机化合物在水中的标準摩尔溶解焓和标準溶解吉布斯自由能56717.2.5一些离子在水中的标準摩尔生成焓、标準摩尔生成吉布斯自由能、标準熵和等压摩尔热容56817.2.6一些键能数据（298.15K）57017.2.7常见物质的饱和蒸气压与温度的关係57117.2.8纯水的饱和蒸气压与温度的关係572第18章溶液热力学和相平衡热力学数据57418.1溶液热力学数据57418.1.1不同温度下气体在水中的亨利常数57418.1.2常用酸、硷、盐溶液的活度係数（298.15 K）58018.1.3稀溶液的依数性常数58318.2相平衡数据58418.2.1常见有机溶剂间的共沸混合物58418.2.2一些溶剂与水形成的二元共沸物58418.2.3某些水-盐的最低共熔温度58518.2.4部分金属单质的低共熔混合物58518.2.5部分无机化合物的共熔58618.2.6部分单质气体的临界常数58618.2.7某些有机化合物的临界常数58818.2.8某些无机化合物的临界常数592第19章电化学数据59419.1电解质溶液59419.1.1常见离子水溶液中无限稀释时的摩尔电导率59419.1.2一些电解质水溶液在不同浓度时的摩尔电导率59419.1.3不同浓度的KCl溶液在不同温度下的电导率κ59519.1.4常见有机液体的电导率59619.1.5某些熔融电解质中阴阳离子的迁移数59819.2金属电阻率及其温度係数59819.3可逆电池的电极电势59919.3.1标準电极氢标还原电极电势59919.3.2常用参比电极的电极电势及温度係数61119.3.3不同温度下饱和甘汞电极（SCE）的电极电势61119.3.4甘汞电极的电极电势与温度的关係61219.3.5韦斯顿（Weston）标準电池电动势不同温度的校正值61219.4不可逆电极过程 61219.4.1常见气体在不同电极上的超电势（过电位） 61219.4.2水溶液中各种电极上氢的超电势（过电位）——塔菲尔（Tafel）公式中的参数值a, b及交换电流密度i0（i=1A·cm-2）614第20章动力学数据61520.1简单级数反应的动力学参数61520.1.1一些典型反应的活化能Ea和指前因子A的值61520.1.2某些三分子反应的动力学参数61620.2複杂反应动力学若干平行反应的正向与逆向的反应速率常数61620.3气相反应动力学61720.3.1某些物质热分解反应的活化能及其相应键的断裂能61720.3.2一些包括原子和自由基的双分子置换反应的动力学参数61820.3.3几种混合气体的爆炸极限61820.4液相反应动力学61920.4.1五氧化二氮在不同溶剂中进行分解反应的动力学参数61920.4.2部分液相反应的标準摩尔体积和标準摩尔熵61920.5酶催化动力学62020.5.1某些酶的活性——转换数62020.5.2某些酶反应的米氏常数Km值62020.6光化学反应62020.6.1几种常用光源的波长及强度值62020.6.2同一反应在气相和液相中的量子产率比较62120.6.3某些溶液中光化学反应的量子产率621第21章胶体和界面相关数据62321.1界面化学常用数据62321.1.1不同温度下水的表面张力σ62321.1.2常见无机物的表面张力62321.1.3常见有机化合物的表面张力62421.1.4水与某种液体（2）之间的两相界面张力63021.1.5汞与某种液体（2）之间的两相界面张力63021.1.6部分有机液体对金属固体的接触角63121.1.7水对部分有机化合物的接触角63121.1.8作为吸附质分子的截面积63221.2表面活性剂数据63221.2.1某些表面活性剂在水溶液中的临界胶束浓度cmc63221.2.2临界胶束浓度与碳氢链结构的关係63321.2.3部分表面活性剂的胶束聚集数63421.2.4部分表面活性剂在水溶液的饱和吸附量和分子最小截面积63421.2.5部分表面活性剂的Kraff点63521.2.6部分表面活性剂的HLB值63521.3胶体化学常用数据641第22章部分仪器常数64222.1热电偶热电势与温度换算表64222.1.1铂铑-铂热电偶（分度号LB-3；新分度号S）64222.1.2镍铬-镍硅（镍铬-镍铝）热电偶（分度号EU-2；新分度号K）64822.1.3镍铬-考铜热电偶（分度号EA-2；分度号E）65322.2热电阻与温度换算65822.2.1铂热电阻分度表（分度号：Pt100）65822.2.2铜热电阻分度表（分度号：Cu50）66222.3恆温槽常用加热浴种类66322.4常用冷却剂66322.4.1一种盐、酸或硷和水或冰组成的冷却剂66322.4.2两种盐和水组成的冷却剂66522.4.3两种盐和冰组成的冷却剂66522.4.4乾冰冷却剂和气体冷却剂666附录元素的相对原子质量表668参考文献670