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出版者:Narosa Publishing House

作者:B. Viswanathan

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页数:0

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出版时间:

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9788173191428

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好的，以下是为一本名为《Experimental Physical Chemistry》的图书撰写的一份详细简介，这份简介将完全聚焦于该书可能涵盖的内容，并避免提及任何与该书主题无关的信息。 --- 实验物理化学：从理论基石到前沿应用 一部深入剖析现代物理化学实验方法与数据分析的权威指南 《实验物理化学》不仅仅是一本标准的实验手册，它是一本全面、深入且高度实用的指导性著作，旨在为物理化学的学习者、研究人员以及对物质世界底层规律充满好奇心的专业人士，搭建起从理论概念到精确实验测量的坚实桥梁。本书的核心目标在于，将抽象的物理化学原理，通过严谨的实验设计、精密的仪器操作和细致的数据处理，转化为可验证、可量化的科学事实。 本书的结构设计体现了物理化学的核心逻辑：从宏观的热力学基础，深入到微观的量子力学表征，再过渡到动态过程的动力学研究，并最终涵盖了现代实验技术在材料科学、表面化学和生物物理等交叉领域的应用。 第一部分：热力学基础与精密测量 本部分奠定了物理化学实验的基石——热力学。我们将详细探讨如何通过实验手段精确测量和验证物质的热力学性质。 热力学基本原理的实验验证： 书中详尽介绍了如何设计实验来测定物质的标准摩尔焓变、熵变和吉布斯自由能。这包括使用高精度量热仪进行反应热测量、通过电池（电化学）方法测定电化学势，以及利用相图分析来确定平衡常数。重点在于如何校准仪器、减少系统误差，以及如何处理由温度、压力波动引起的测量不确定性。 相平衡的实验研究： 详细阐述了单组分和多组分体系的相图构建技术。从冰点的测定到液-液、气-液平衡的精确测量，本书深入探讨了相律在实验中的应用。例如，如何使用差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）来监测纯物质和混合物的相变行为，并对晶型转变和共晶点的确定过程进行细致的图解说明。 溶液热力学的高级技术： 针对非理想溶液，本书介绍了渗透压测定、依数性实验（如蒸汽压下降法）以及活度系数的实验确定方法。重点在于如何利用拉乌尔定律和亨利定律的偏离来理解分子间相互作用的本质。 第二部分：光谱学与结构表征实验 本部分转向如何利用电磁辐射与物质的相互作用来解析分子结构、电子能级和化学键的性质。 分子光谱学的实验操作： 详细介绍了紫外-可见（UV-Vis）光谱、红外（IR）和拉曼光谱在结构确证和浓度测定中的应用。对于每种技术，本书都提供了从样品制备（如选择合适的溶剂和窗口材料）到数据采集与处理的完整实验流程。特别强调了傅里叶变换技术在提高光谱分辨率和信噪比方面的实际操作细节。 核磁共振（NMR）技术的实验基础： 虽然NMR通常是专精的领域，但本书从物理化学实验的角度，介绍了NMR信号的产生机理、弛豫时间的测量以及化学位移的物理意义。内容涵盖了如何通过实验来区分顺磁性和抗磁性物质对共振频率的影响。 光物理与荧光实验： 深入探讨了光致发光（荧光和磷光）的实验设计。内容包括斯托克斯位移的测量、量子产率的绝对和相对测定方法，以及利用时间分辨技术研究激发态寿命。这些实验对于理解分子间的能量转移过程至关重要。 第三部分：化学动力学与反应速率实验 化学动力学是物理化学实验的核心支柱之一。本部分专注于如何设计实验来探测反应的速率、机理和活化能。 反应速率的在线与离线测量： 详细描述了多种监测反应进度的实验方法，包括分光光度法（监测吸收或发射强度的变化）、电导率法、气体体积法以及利用电化学探针进行原位监测。对于每种方法，都提供了精确控制反应温度（如使用恒温水浴或温控池）的实验技巧。 活化能与反应机理的推导： 重点讲解了阿伦尼乌斯方程的实验验证过程，以及如何通过不同温度下的速率常数测定来精确计算表观活化能。此外，还涉及了通过改变反应物浓度（初级速率法）来确定反应级数和分子反应机理的实验设计。 催化与表面反应动力学： 对于多相催化体系，本书介绍了固定床和搅拌釜反应器的实验操作，以及如何利用气体吸附法（如BET法）来测定催化剂的比表面积和活性位点数量，从而将宏观反应速率与微观表面性质联系起来。 第四部分：电化学实验方法与仪器精选 本部分专注于电化学体系，这是连接电子转移过程和宏观电势、电流关系的桥梁。 电化学测量的基本设置： 详细介绍了三电极体系的搭建，包括工作电极、参比电极和对电极的选择与维护。重点阐述了如何有效消除欧姆电阻，确保测量的准确性。 经典电化学技术的操作： 深入讲解了循环伏安法（CV）的实验执行和数据解释。内容涵盖了如何通过扫描速率的变化来区分可逆、拟可逆和不可逆过程，以及如何利用其确定氧化还原电位和电子转移数目。此外，还涵盖了计时电流法（Chronoamperometry）在扩散控制过程研究中的应用。 电化学阻抗谱（EIS）实验： EIS作为一种强大的非破坏性技术，在研究电荷转移电阻、双电层电容和物质传输方面具有不可替代的优势。本书详细介绍了如何使用阻抗谱仪，并提供了关键的等效电路模型拟合指南，以解析电极/电解质界面的复杂动力学。 第五部分：数据处理、误差分析与仪器维护 一个优秀的实验物理化学家必须是优秀的数据分析师。《实验物理化学》的最后部分致力于将实验数据转化为可靠的科学结论。 不确定性分析与误差传播： 强调了系统误差和随机误差的区分与量化。详细介绍了如何使用最小二乘法进行线性拟合，并计算拟合参数的标准偏差。此外，对数据点异常值的识别与处理提供了实用的统计学工具。 仪器校准与维护： 本部分提供了对关键仪器的日常维护和周期性校准的实用建议，包括温度计、压力传感器、光谱仪单色器和电化学工作站的校准流程，确保实验结果的长期可靠性。 现代数据处理软件的应用： 提供了使用专业软件（如Origin, MATLAB或Python库）处理复杂光谱数据、动力学拟合曲线以及绘制热力学相图的实际案例与编程思路。 《实验物理化学》旨在成为读者实验台旁不可或缺的参考书，它提供的不仅仅是步骤，更是对实验结果背后物理化学原理的深刻理解和严谨态度。通过对这些核心实验技术的掌握，读者将能够独立设计、执行并成功分析任何物理化学领域的前沿实验。

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这本书在“理论指导实践”的平衡把握上做得非常出色，读完之后，我发现自己对许多物理化学现象的理解不再是停留在公式层面，而是有了具体的、可触碰的实验场景作为支撑。最显著的改变是，我开始理解为什么同一个反应，在不同溶剂、不同温度梯度下，其活化能的测定值会有显著差异——这不再是简单的“实验误差”，而是实验条件的复杂交互作用的体现。书中关于流体力学在反应器设计中的影响的讨论，尤其让我茅塞顿开。它阐述了如何通过控制搅拌速率和几何形状来最小化传质阻力，从而确保测量到的速率确实是化学反应速率，而非受限于物质传输速度。这种对实验体系内部复杂性的深入揭示，使我对实验数据有了更深刻的批判性认识。它教会我，实验结果的可靠性，往往取决于对那些最容易被忽略的、看似次要的物理因素的控制程度。这本书带来的不是即时技能，而是一种长期的、扎实的、对科学探究本质的敬畏。

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这本书的实用价值简直是超乎想象，特别是对于准备进行毕业设计或研究生课题的同学来说，它简直就是一张“避雷指南”。我尤其欣赏它在安全和标准操作规程之外，对“非常规”问题的处理建议。比如，书中详细描述了如何处理高真空系统中的永久性泄漏点，如何判断冷阱是否过度饱和导致系统污染，这些都是教科书里绝对不会教，但实际操作中经常遇到的“硬骨头”问题。它不是告诉你“如果发生A，执行B”，而是引导你建立一套排查逻辑链：从宏观现象入手，逐步缩小到微观组件的故障。在介绍电化学实验时，它对于电极的预处理步骤的描述细致到近乎偏执，从酸洗液的配制浓度到超声的功率和时间都有明确的建议范围，并解释了为何微小的差异会导致最终的交换电流密度产生数量级的偏差。这种对“工艺”层面的精细化描述，让原本感觉遥不可及的精密测量变得触手可及，极大地提高了我的实验成功率。

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这本《实验物理化学》绝对是为那些真正想在实验室里摸爬滚打的化学人准备的宝典，它远超出了教科书那种“告诉你怎么做”的层面，更像是经验丰富的老教授在你耳边手把手地指导。我记得刚拿到这本书时，就被它详尽的实验设计思路深深吸引住了。书中对每一个实验的背景介绍都极其到位，让你明白为什么要进行这个测量，测量的物理意义是什么，而不是简单地扔给你一个操作步骤。比如，在处理热力学部分时，作者没有满足于介绍常用的量热仪，而是深入剖析了不同设计（如等温滴定量热、加速量热）背后的误差来源和如何通过精细的机械和温控设计来克服这些挑战。这对于我后来独立进行高精度分子间作用力研究至关重要。最让我印象深刻的是，它对数据处理的严谨性要求近乎苛刻。它不会只教你线性拟合，而是会引导你思考如何进行误差传播分析，如何判断实验结果是否落在了方法的适用范围之内，以及当结果出现异常时，第一反应应该是回去检查仪器校准、试剂纯度，还是反应动力学模型假设。这种培养独立科研思维的方式，是许多流于表面的实验手册无法比拟的。读完这本书，我感觉自己从一个“操作员”升级成了一个能“设计”和“批判”实验的初级研究者。

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如果用一个词来形容这本书给我的感受，那就是“厚重”。这种厚重并非指页数多，而是指其内容的密度和专业性极高。它显然不是为化学入门者设计的，它预设了读者已经掌握了高等数学和基础的热力学与动力学理论。因此，它能直接跳过基础概念的重复讲解，直奔实验的难点和核心技术。比如，在处理激光光谱技术时，它对光束准直、偏振控制以及样品池的光学特性要求，描述得异常深入，甚至涉及到一些光学工程的知识。对于初学者来说，这些内容可能会有些吃力，但对于有一定基础的研究人员来说，这恰恰是解决实际瓶颈的关键。它对现代仪器的介绍也很有前瞻性，没有停留在过时的设备模型上，而是着重讲解了如何利用现代数据采集系统（DAQ）来优化测量频率和数据质量。总而言之，这是一本需要反复阅读、边做实验边对照的参考书，更像是一本“如何成为一个称职的物理化学实验工作者”的职业修养手册。

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我之前在大学里接触过几本实验指导书，大多都是为了应付课程考核而存在的，步骤清晰但缺乏灵魂，读完基本就忘了。然而，这本《实验物理化学》完全是另一个层面的存在，它更像是一部关于“物理化学实验的哲学”的著作。它的叙述风格非常独特，时而像一位沉静的哲学家，探讨测量的不确定性与实在之间的关系；时而又像一位幽默的工程师，用生动的笔触描绘仪器失灵时的窘境和解决之道。例如，在涉及光谱学实验章节，作者花了大量的篇幅去讨论如何校准光源的波长精度，以及如何区分溶剂背景吸收和目标物信号，这种对细节的执着，使得书中的每一个实验都不是孤立的、机械的重复，而是成为了一次深入理解物理化学原理的探索之旅。我特别喜欢书中穿插的“历史视角”小节，它能让你明白某个经典实验方法是如何一步步演化而来，哪些是历史的偶然，哪些是科学的必然。这极大地增强了阅读的趣味性和知识的深度，让枯燥的实验操作有了一种历史的厚重感。读完后，我甚至开始反思自己过去做实验时那些“差不多就行”的心态，它迫使你对每一个读数都抱有敬畏之心。

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