无机及分析化学实验

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出版者:中国农业大学出版社
作者:朱竹青
出品人:
页数:201
译者:
出版时间:2008-2
价格:24.00元
装帧:
isbn号码:9787811172881
丛书系列:
图书标签:
  • 无机化学
  • 分析化学
  • 化学实验
  • 高等教育
  • 大学教材
  • 实验教学
  • 化学专业
  • 实验指导
  • 教学参考
  • 理学
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具体描述

《无机及分析化学实验》主要依据我校历年的实验教学实践并参考国内兄弟院校的有关实验教材编写而成。本教材立足于教材的整体性和基础性,体现了趣味性和综合性,具有以下特点:1.无机及分析实验突出基础化学实验的特点和要求,将全书分为4个部分,分别是化学实验基本操作介绍、无机化学实验部分、分析化学实验部分以及简单的仪器分析实验。各部分担负着不同的教学任务,它们既相对独立又相互联系,在教学的整体上按着循序渐进的原则,分阶段有层次地对学生进行训练与培养。

2.每一部分实验内容的编写力求符合教学规律,基本操作训练由浅人深,由易到难,由简单到综合;实验原理的叙述由详细到简单,实验步骤的描述由注入式到启发式;实验过程设置问题,激发思考,不仅使学生学会基本操作、基本技能、基本理论,而且还着重于能力和科学态度的培养。

3.增加设计性实验的教学内容。加强实验教学与生产实际相结合,也是对学生进行初步科研训练和能力培养的重要环节。如从废于电池中提取氯化铵,水泥熟料中二氧化硅含量的测定等,旨在使学生接触实际,拓宽视野。

4.《无机及分析化学实验》除了无机实验和分析实验外,结合我校的现有资源,开设了部分仪器分析实验,旨在让学生尽早接触部分现代仪器分析技术,提高学生的学习兴趣和实验热情。

《材料科学基础》:探索物质世界的基石与未来 前言 在现代科技飞速发展的浪潮中,新材料的研发与应用无疑是推动人类社会进步的核心驱动力之一。从微观的原子排列到宏观的材料性能,理解材料的内在联系及其与环境的相互作用,是实现工程技术突破的关键。本书《材料科学基础》正是为系统、深入地介绍这一跨学科领域的核心概念、基本原理和前沿进展而编写的专业教材。它旨在为工程、物理、化学及相关专业的学生和研究人员提供一个坚实而全面的知识框架,使读者能够洞察材料的“前世今生”及其在未来技术中的无限潜力。 第一部分:晶体结构与缺陷——物质的骨架 第一章 晶体结构的基本原理 本章是理解所有固体材料的基础。我们将从空间点阵、晶胞和布拉维点阵等基础概念入手,详细阐述晶体结构描述的数学工具。重点剖析常见金属晶体结构,如体心立方(BCC)、面心立方(FCC)和六方最密堆积(HCP)的几何特性、堆积密度及其对材料塑性的影响。此外,还将介绍非晶态和微晶态材料的结构特征,对比晶态与非晶态物质在热力学和动力学上的差异。本章的难点将放在如何利用晶面指数(如密勒指数)来精确描述材料的特定截面,这对后续的表面科学和晶界分析至关重要。 第二章 晶体结构缺陷 材料的宏观性能往往不是由完美的晶体结构决定的,而是由其内部的“不完美性”——即晶体缺陷所主导。本章将缺陷分为零维、一维、二维和三维缺陷。零维缺陷包括空位、间隙原子、取代原子和填隙原子,并结合热力学平衡态分析空位的浓度计算。一维缺陷,即位错,是塑性变形的根本原因,我们将详细讨论刃型位错和螺型位错的结构、应力场分布,以及它们在滑移系上的运动机制(如攀移和交滑移)。二维缺陷,如晶界(包括孪晶界和晶界)的结构、能量及其对材料导电性、腐蚀和晶粒成长的影响也将被深入探讨。理解缺陷的形成、迁移和交互作用,是实现材料性能调控的钥匙。 第二部分:材料的热力学与动力学——性能的驱动力 第三章 凝固与相变热力学 材料的许多关键性能源于其热力学平衡和相变过程。本章首先回顾相律(吉布斯相律)及其在多组分、多相体系中的应用。重点分析固-液、固-固相变过程中的形核与长大机制,包括均相形核和非均相形核的能垒分析。相图(如二元相图,包括共晶、共熔和固溶体系统)的读取、构建与应用是本章的另一核心内容,它指导我们如何通过控制冷却速率和成分来设计所需的微观组织。 第四章 扩散——原子尺度的迁移 扩散是材料从非平衡态向平衡态演化的基本动力学过程。本章将从统计力学角度引入菲克第一定律和第二定律,并阐述扩散系数与温度的关系(阿累尼乌斯方程)。重点讨论晶体中原子迁移的机制,区分置换扩散和间隙扩散。此外,还将分析扩散在材料科学中的实际应用,例如渗碳、氧化反应动力学,以及在高温材料蠕变中的重要作用。 第三部分:机械性能——材料的强度与韧性 第五章 机械性能基础 本章系统介绍宏观机械性能的表征方法。内容包括应力-应变关系、弹性模量的测定、屈服强度、抗拉强度和韧性的定义。我们将详细阐述拉伸、压缩、剪切和弯曲等基本加载方式下的材料响应。特别是弹性形变中,基于胡克定律的各向异性材料本构关系,以及泊松比的物理意义。 第六章 塑性变形与强化机制 理解金属和其他延性材料如何发生永久形变是本章的重点。深入分析位错运动导致的塑性流动,并结合张量分析理解多晶体材料的变形。随后的核心内容是材料的强化机制:加工硬化(冷作硬化)——位错塞积效应;固溶强化——应变场叠加;晶粒细化强化(Hall-Petch关系);以及沉淀强化——第二相粒子对位错运动的阻碍。 第七章 疲劳、蠕变与断裂 结构材料失效的三个主要模式——疲劳、蠕变和断裂是本章讨论的焦点。疲劳方面,我们将介绍S-N曲线、疲劳极限、裂纹萌生和扩展的机制(高周疲劳与低周疲劳),以及疲劳断口特征分析。蠕变(高温下的时间依赖性塑性)则侧重于扩散和位错机制下的蠕变本构方程。断裂力学部分引入线弹性断裂力学(Griffith裂纹理论和应力强度因子$K$),以及韧性断裂的概念(如J积分和断裂韧性$K_{IC}$)。 第四部分:电、磁、光学与介电性能——功能材料的基石 第八章 电学性质 本章探讨材料中电荷载流子的行为。首先区分导体、半导体和绝缘体,并从能带理论(如直接带隙与间接带隙)的角度解释电导率的温度依赖性。重点分析本征半导体与杂质半导体(n型和p型)的载流子浓度和迁移率。对于金属,则引入德鲁德模型和自由电子理论。 第九章 磁学性质 介绍磁性现象的微观起源,区分抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性。详细阐述铁磁性材料中的磁畴概念、磁化曲线(滞后回线)的物理意义,以及磁致伸缩效应。并介绍软磁材料与硬磁材料的设计原则及其在电子器件中的应用。 第十章 光学与介电性质 光学性质方面,涉及光的吸收、发射和透射的机制,并区分反射、折射和散射现象。重点分析不同材料(金属、介质和半导体)的光谱响应。介电性质则侧重于电极化机制(电子、离子、取向极化),介电常数、介电损耗的测量,以及铁电材料的电滞回线现象。 第五部分:材料的制备与性能调控——从合成到应用 第十一章 陶瓷材料与高分子材料 本章扩展到非金属材料。陶瓷材料部分,讨论氧化物、非氧化物陶瓷的制备工艺(如粉末冶金、烧结)及其在高温、耐磨领域的应用。高分子材料部分,介绍聚合物的分子结构(线型、支化、交联)、分子量对性能的影响,以及粘弹性行为和玻璃化转变温度($T_g$)。 第十二章 材料的制备与加工技术 本章概述现代材料工业中的关键加工技术。在金属加工方面,涉及铸造、塑性加工(锻造、轧制)和连接技术。针对功能材料,重点介绍薄膜制备技术(如溅射、化学气相沉积CVD)和先进的增材制造(3D打印)技术如何影响材料的微观结构和最终性能。 结语 《材料科学基础》的构建遵循“结构-性质-制备-性能”的完整逻辑链条,旨在培养读者运用跨学科知识解决复杂工程问题的能力。本书不仅提供了坚实的理论基础,更强调了实验观测、数据分析和工程实践的结合。掌握本书内容,即是掌握了理解和创造未来世界所需物质的钥匙。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本《**无机及分析化学实验**》着实让我这个实验新手头疼不已。首先,对于那些化学基础还不太扎实的同学来说,前几章的理论铺垫显得有些仓促。我记得第一次配制标准溶液的时候,书里虽然详细列出了步骤,但对于溶液浓度的精确计算和误差分析的讲解深度远远不够。比如,配制0.1 M的盐酸溶液,书中只说了“精确称量并定容”,但对于滴定管和容量瓶在使用前后的校准细节,以及如何排除操作中的系统误差,几乎是只字未提。这导致我第一次实验下来,结果总是与理论值相差甚远,浪费了不少试剂不说,心里也直犯嘀咕。更别提一些基础的玻璃仪器清洗和干燥的标准了,如果这部分做不好,后续所有实验的数据都会受到影响,但书里对这一块的重视程度远低于那些复杂的滴定和定性实验。总感觉作者默认读者都已经掌握了这些基础中的基础,对于我们这些初次踏入实验室的“小白”来说,这种默认门槛实在有点高,希望后续版本能增加更详尽的、面向初学者的预备章节,着重讲解基础操作的“为什么”和“怎么样才能做得更准”。

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这本书的实验报告撰写要求部分,与我校其他课程的要求标准存在明显的不一致性。在“数据处理与误差分析”这一章节,它详细介绍了标准差的计算、系统误差和随机误差的区分,但对于如何规范地记录原始数据,比如如何在记录本上划线、如何处理无效数据点、以及报告的格式规范(标题层级、图表编号等),却显得非常笼统。我的其他物理和生物实验课都要求使用特定的实验记录本格式,强调原始数据的不可涂改性。然而,这本《**无机及分析化学实验**》似乎更侧重于理论计算的正确性,而忽略了科研规范中至关重要的“可追溯性”和“标准化记录”。我花了大量时间去摸索如何将书上的要求与我们系里的统一报告标准对接起来,这无疑是额外的负担。如果教材能在附录中提供一个详尽的实验报告撰写模板,并解释不同部分的撰写侧重点,相信能帮助学生更快地建立起严谨的科学记录习惯。

评分☆☆☆☆☆

关于安全规范和废物处理这块的讲解,我觉得本书的处理方式过于“轻描淡写”了。在实验前的安全须知部分,通常只是一两页的通用警告,提到了“佩戴护目镜”和“通风良好”这类基础要求。但对于具体到特定试剂的处理,例如浓酸、重金属盐溶液(如铬酸盐、汞盐)的废液应该如何分类收集和中和,书里往往是“自行处理”或者“咨询指导老师”,缺乏标准化的、可操作的指导流程。这对于刚刚接触化学实验的学生来说是非常危险的,我们很容易在不经意间将不同性质的废液混合,或者将含有毒物质的废液直接倒入普通下水道。一个严谨的化学实验教材,理应将安全和环保放在与实验步骤同等重要的地位,提供清晰的MSDS(材料安全数据表)摘要和针对本实验产生的废液的具体处理方案,而不是将这个责任完全推给指导老师,让学生在实际操作中感到无所适从,甚至埋下安全隐患。

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这本书的排版和图示质量,说实话,是硬伤中的硬伤。很多关键的实验装置图,清晰度非常低,有些甚至是简单的黑白线条图,根本看不清连接处的细节。比如,在进行气体的制备和收集部分,描述到导管的连接和密封性时,仅仅放了一张模糊的示意图,让我和同学花了好大力气才搞清楚U型管和干燥管的正确串联顺序。更让人抓狂的是,一些关键的操作步骤,比如如何准确读取分液漏斗的体积、如何进行溶剂萃取的正确摇晃手法,居然完全依靠文字描述,没有任何配图或动态图的辅助。化学实验本身就是高度依赖视觉反馈的操作,文字描述的歧义性太高,很容易造成误解。如果能投入资源对核心操作步骤进行高清彩图或流程图的优化,哪怕只是在关键的仪器操作部分增加二维码链接到教学视频,都会极大地改善读者的学习体验,减少因看图困难而导致的实验失败率。

评分☆☆☆☆☆

我比较关注的是实验的创新性和与现代科学技术的结合度。坦白说,这本书里的大部分实验,像是酸碱滴定、沉淀滴定、络合滴定这类,感觉像是从上个世纪直接“搬”过来的,非常经典,但也非常陈旧。市面上很多前沿的化学实验教材,已经开始引入原子吸收光谱法(AAS)、高效液相色谱法(HPLC)在常见离子定量中的应用,或者涉及一些简单的电化学传感器制作和测试。然而,这本《**无机及分析化学实验**》似乎将重点完全放在了传统容量分析上。我们小组上学期想尝试用更现代的方法去测定自来水中的硬度,结果书里提供的所有方法都停留在EDTA络合滴定阶段,没有提供任何关于如何使用便携式光度计或者离子计进行快速测量的参考流程。这使得我们学到的知识与实际工业或科研领域正在使用的技术脱节感很强,培养出来的动手能力更多是停留在“摇瓶子”的阶段,而非“读图谱”的阶段。作为一本面向当代大学生的实验教材,实验内容的更新速度实在有点跟不上时代的发展步伐了。

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