化学实验基础知识

一、化学实验课的重要性 二、工科化学实验的安排及其特点 三、实验规则和实验室安全守则 四、化学实验的学习方法 五、误差和有效数字

一、化学实验课的重要性 1、注意克服“轻实验、过分重视理论”的旧传统 我希望，我得到诺贝尔奖能提高中国人对实验的认识。过去，中国人从小就受到‘劳心者治人，劳力者治于人’观点的影响。普遍地不太重视实验，觉得理论比实践更高明，理论更高深。大家认为学习就是学理论，从来没有说学习就是要好好地学实验。我是第一个通过自己实验得到诺贝尔奖的中国人，我这次得奖，希望从此以后能够摆脱中国人轻实验，过分重视理论的旧传统。 ——丁肇中

中国传统的教学方法重演绎、推理、按部就班，严谨认真，但缺少创新意识，而美国的教学方法重归纳、分析和渗透、综合，是一种体会式的学习方法，其效果是独立思考能力和创造能力强。易于较快进入科学发展前沿，但根基不够扎实，两者要相互取长补短。 ——杨振宁

实验课以学生为主体，自己动手，独立思考，这种体会式的学习是培养创新能力的基础。 2、实验课在创新教育中的作用 创新是知识价值的核心，实验课是创新教育的重要环节。 实验课以学生为主体，自己动手，独立思考，这种体会式的学习是培养创新能力的基础。 通过实验获得丰富的感性认识，这对于形成科学认识、激发创新意识是必不可少的。 综合性实验体现交叉、融合、渗透、综合，通过综合性实验培养分析和解决较复杂问题的能力。 而设计性实验就是科研、创新过程的模拟。

3、实验课在科学素养的培养上的作用 科学素养是同学们在未来的知识经济社会中真正有所作为所必须具备的素质，它包括：实事求是、一丝不苟、独立思考、自己动手、对挫折的承受能力、克服困难的信心、团队精神和勤俭节约等。这些都体现、贯串在整个实验教学中。 在整个工科化学教学中实验课的比重大于40%，其重要性更加突出。

二、工科化学实验的安排及其特点 实 验 课 程 开课学期 层次及学时 并行的理论课 必 修 工科化学实验I(化学实验基础) 大一上 实 验 课 程 开课学期 层次及学时 并行的理论课 必   修 工科化学实验I(化学实验基础) 大一上 必作(18) 近代化学 基础 工科化学实验II(无机及化学分 析实验) 大一下 必作(54) 工科化学实验III(基础有机实验) 大二上 必作(36) 物理化学实验 大二上/大二下 必作(28) 物理化学 仪器分析实验 大二下/大三上 必作(28) 选作(20) 仪器分析 选 综合性、设计性实验 近代无机化学实验 选作(18) 近代无机化学 近代有机化学实验 近代有机化学 设计性实验 选作(每个实验16学时)

教材：三校合编《新编大学化学实验》， 1、综合的实验课程体系 工科化学实验补充讲义。 2、分段实施，按基本训练实验—综合实验—设计性实验 安排 与“近代化学基础”并行的工科化学实验I、II、III(108) 物理化学实验和仪器分析实验 近代无机化学实验（18）、近代有机化学实验（18）， 设计性实验选修课。 3、网上预习实验并及时检查预习效果。

三、实验规则和实验室安全手则 实验规则是人们从长期实验工作中归纳、总结出来的，它是防止意外事故，保证正常从事实验的良好环境、工作秩序和做好实验的前提。 化学实验室是消防重点单位，也是容易发生事故的场所，安全始终是第一位的。所谓安全主要指“三防”，即防止中毒，防止爆炸和燃烧，防止腐蚀、化学灼烧、 烫伤和割伤。 化学实验中发生事故的原因，从主观上讲有两个方面：一是安全意识不强，一是对化学实验室的情况不了解或知之甚少。 教材中规则四条、安全守则十条，以及气体钢瓶、试剂药品使用注意事项，警示图标请认真自学。

四、化学实验的学习方法 “工科基础化学实验报告”即按此“三段”设计的。 认真预习是做好实验的前提。网上预习的方法如下： 了解“目的和要求”； 根据“预习内容”的提示认真看书、看录相； 点击实验题目，显示屏上即给出一套检测题，自己检查预习效果。 然后，认真填写“实验报告”中的“实验准备”栏。

每次实验除了带“实验报告”外，还应带上实验笔记本和笔，需要计算的带上计算器。 实验中认真操作、细心观察、手脑并用、保持肃静。 “实验报告”中的“实验现象和数据记录”应在实验过程中如实填写。 实验结束，教师签字后方能离开。 而“现象解释、数据处理”及“结果和讨论”栏要求实验结束后完成并于一周内投到指导教师的信箱内。

对实验报告总的要求是：准确可靠、简明扼要 要做到准确可靠，须注意： ① 原始记录（例如滴定管的始读数，末读数）； ②记录和计算必须准确，有效数字的修约和计算， 单位按国家标准局规定书写； ③ 直接在实验报告上记录“现象和数据”； ④ 记录和计算若有错误应划掉重写，不得涂改； ⑤ 绝对不许编造、拼凑数据。

要做到简明扼要，应注意： ① 实验目的 用一两句话概括实验的对象、 目的和方法； ②实验原理 用自己的语言精炼地写出，不 要照书抄； ③主要步骤 可用箭头流程式表示，让人一看 就明白；

④数据的记录和处理（图、表）应简明、 醒目。 ④数据的记录和处理（图、表）应简明、 醒目。 记 录 项 目 I II 称量瓶+试样 的质量 （g） 倒出前 17.6549 17.3338 倒出后 16.9823 (倒出的)试样质量（g） 0.3211 0.3515 温度/℃ 25.0 30.0 3.353 3.298

⑤观察到的现象、结果和结论、问题和讨论，要据实锤炼字句后写出，如果做错了，要如实分析产生错误的原因。

五、误差和有效数字 ①真值（μ）客观存在，但是μ不可能通过测量得到，因为任何测量都不可避免地存在着误差，即使在同一条件下对同一对象进行多次重复测量（平行测量）也不能够得到完全一致的结果。平均值也只是μ的近似值。

② 数据的准确度用误差表示： 绝对误差（E） E = x – μ E= -μ 相对误差（RE） 根据误差的性质和来源，误差分为三类：系统误差， 随机误差和过失。 “过失”应当避免。“系统误差”可以消除或校正。 随机误差是不可避免的，增加平行测量次数取平均值表示结果可减小随机误差。

③ 数据的精密度用偏差表示。 平行测量n次， x1,x2,x3,…,xn 偏差 平均偏差 标准（偏）差 相对标准差

④数据的可靠性用精密度和准确度来表达。精密度是保证准确度的前提，但是高的精密度不一定能保证高的准确度，因为可能存在系统误差 A B C D

⑤有效数字和测量（及结果计算）有关，自然存在准 确度的问题。有效数字就是实际测得的数字，其位 数保留的原则——末位是估计值（其准确度较差，一般认为有上、下一个单位的误差），其余各位都是准确的。 有效数字的位数反映了测量（及结果）的准确度，不可随意增加或减少。

⑥如果结果是经过一系列测量，再按一定的公式计算出来的——误差的传递。大误差环节对结果准确度的影响有举足轻重的作用。因此，对于有效数字位数较多（误差较小）的测量值，应将多余的数字舍弃——有效数字的修约。

修约规则——“四舍六入五成双” 14.2442→14.24 24.4863→24.49 15.0250→15.02 15.0150→15.02 15.0251→15.03

有效数字的运算 加减法：几个数的和（差）的有效数字取决于其中绝对 误差最大者。一般按小数点后位数最少的数字 取齐。 先计算后修约 26.70692 →26.71 先修约后计算 26.70 通常采用的方法是安全数字，最后修约到应有的位数 先修约到多一位计算，再修约→26.71 0.01 210 25.64 000 +) 1.05 482 0.01 210 25.64 000 +) 1.05 582 26.70 7 0

乘除法：几个数的积（商）的有效数字的位数取决于其 中相对误差最大者。一般以有效数字位数最少 的为标准，弃去多余的位数。 0.0121× 25.64× 1.0578=0.328 定位“0”可用指数形式表示，对数的有效数字的位数由尾数决定。 pH=4.74 [H+]=1.8× 10-5 [H+]=1.80× 10-5 × K=1.8× 105 logK=5.26 K=1.80× 105 logK=5.255

例１下列数值各有几位有效数字？ 　①0.043　　 　②0.02000 　③1000 　④100.00 　⑤998 　⑥6.023×10(23) 　⑦pH=6.05 ⑧1.0×10(3)

例2 下列数值中有效数字为四位的是( )？ A. CaO%=25.30 B. pH=11.50 C. π=3.141 D. 1000

例３ 下列情况引起什么误差，如果是系统误差，如何消除？ ①称量试样时吸收了水分； ②试剂中含有微量被测组分； ③重量法测SiO2时，试样中硅酸沉淀不完全； ④称量开始时天平未调零点； ⑤滴定管读数时，最后一位估计不准； ⑥用NaOH滴定HOAc，选酚酞作指示剂确定终点时颜色判断不准确．