理论计算与实验结合的物理化学实验综合设计
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  • 英文篇名:Comprehensive Design of Physical Chemical Experiments by Combination of Theoretical Calculation with Measurement
  • 作者:张红 ; 霍树营 ; 任淑霞 ; 张春芳 ; 王海军
  • 英文作者:ZHANG Hong;HUO Shuying;REN Shuxia;ZHANG Chunfang;WANG Haijun;College of Chemistry & Environmental Science,National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education,Hebei University;
  • 关键词:皂化反应 ; 理论计算 ; 物理化学实验
  • 英文关键词:saponification reaction;;theoretical calculation;;physical chemistry experiment
  • 中文刊名:SYSY
  • 英文刊名:Research and Exploration in Laboratory
  • 机构:河北大学化学与环境科学学院;化学国家级实验教学示范中心;
  • 出版日期:2019-05-15
  • 出版单位:实验室研究与探索
  • 年:2019
  • 期:v.38;No.279
  • 基金:国家自然科学基金项目(11704024);; 河北省高等教育教学改革研究与实践项目(2017GJJG009);; 河北大学2018年校级大学生创新创业训练计划项目(2018309);; 河北大学化学与环境科学学院科研成果转化为本科实验项目(2018-HXSY-6)
  • 语种:中文;
  • 页:SYSY201905035
  • 页数:5
  • CN:05
  • ISSN:31-1707/T
  • 分类号:144-147+151
摘要
在物理化学实验"乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定"的基础上,设计增加理论计算内容,即用GaussView 5. 0构建反应物、过渡态中间体的模型,然后用Gaussian 09W算出反应物总能量和中间体能量,进而算出反应活化能;实验测定是用电导率仪测量反应进程中体系电导随时间、温度的变化,利用实验数据求得反应速率常数和活化能;最后将两种方法所得的活化能进行对比。该设计探讨了将实验与理论结合的可行性及实施性,有助于形成实验测定和理论计算相结合的综合化学实验新模式。通过实验,学生既可锻炼实验技能又能掌握相关计算软件的使用,在分子水平上理解化学反应机理,充分调动学生的积极性,提高学生的综合实验能力。
        On the basis of the determination of the rate constant of ethyl acetate saponification reaction,theoretical calculation is added. The models of the reactants and intermediate are constructed by using GaussView 5. 0,then the energies of reactants and intermediate are calculated by Gaussian 09 W,finally the activation energy is calculated. The experimental measurement is mainly to monitor the change of the system conductivity with time and temperature in the process of saponification by the conductivity meter. The reaction rate constant and activation energy are obtained by experimental data. At the end,the activation energies obtained by the two methods are compared. The design explores the feasibility and implementation of combining experiment with theory,and helps to form a new comprehensive chemical experiment mode combining experimental measurement with theoretical calculation. Through this experiment,students not only exercise their ability to operate,but also mastered the use of computing software,understand the mechanism of chemical reaction at the molecular level,their enthusiasm is stimulated to participate in experiments,and their comprehensive experimental skills are improved.
引文
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