ćw. 16 - Wyznaczanie momentów dipolowych.doc

(43 KB) Pobierz
8

Kaja Fac                                                                                                                                                                                                                           12.10.2010 r.

Paulina Krzemińska

wtorek 13:30

Wyznaczanie momentów dipolowych

 

              Celem ćwiczenia jest wyznaczenie trwałych momentów dipolowych szeregu substancji: tetrachlorek węgla, chlorobenzen, toluen, orto-, meta-, para- ksylen, chloroform, na podstawie pomiarów współczynnika załamania światła i przenikalności elektrycznej.

 

I              Wyznaczanie współczynnika przenikalności

 

              Wykonując pomiar pojemności kondensatora cylindrycznego zawierającego badaną ciecz obliczamy współczynnik względnej przenikalności elektrycznej (ε) korzystając z zależności:

gdzie:

C to pojemność zmierzona,

Cw – pojemność kondensatora napełnionego cieczą wzorcową (CCl4)

εw - współczynnik względnej przenikalności elektrycznej cieczy wzorcowej

 

εw = 2,238 ( CCl4)

 

Miernik pojemności kondensatora ustawiony był na zakres 2nF. Zmierzona przez nas pojemność kondensatora wypełnionego powietrzem wynosiła 0,223 nF.

 

II              Pomiar współczynnika załamania światła

 

              Przy pomocy refraktometru Abbego, obserwując zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia ( gdy kąt padania jest większy od kąta granicznego), mierzymy współczynnik załamania światła (n) dla substancji badanej.

 

              Wielkości współczynnika względnej przenikalności elektrycznej (ε) i współczynnika załamania światła (n) są niezbędne do wyznaczenia polaryzacji molowej (P) i refrakcji molowej (R):

              [m3/mol]

 

              Znając P i R, obliczamy trwały moment dipolowy (μ) korzystając z zależności ( którą wyznaczyłyśmy przekształcając równanie Debye’a):

 

             

gdzie:

 

ԑ0=8,85*10-12 C2/J*m                            k=1,38*10-23 J/K                            T=295 K                            NA=6,02*1023 mol-1

 

Wyniki obliczeń przedstawiamy w tabeli:

 

( Obliczenia zostały wykonane w Microsoft Excel )

 

Substancja

T=295 K

masa molowa 

M [ g/mol ]

gęstość

ρ [g/m3]

pojemność kondensatora C [nF]

względny współczynnik przenikalności elektrycznej ԑ

polaryzacja molowa*10-5

P [m3/mol]

refrakcja molowa

*10-5

R [ m3/mol]

współczynnik załamania światła n

obliczony trwały moment dipolowy  µ *10-30 [C*m]

literaturowy trwały moment dipolowy

µ*10-30 [ C*m]

toluen

92,141

862300

0,349

2,393

3,388

3,101

1,4921

1,244

1,301

o -ksylen

106,168

876000

0,367

2,592

4,201

3,572

1,5013

1,840

1,468

m - ksylen

106,168

859900

0,346

2,360

3,850

3,594

1,4940

1,174

1,134

p - ksylen

106,168

856700

0,337

2,260

3,666

3,598

1,4924

0,604

0,000

chloroform

119,378

1471800

0,590

5,057

4,663

2,152

1,4434

3,677

3,836

tetrachlorek węgla

153,823

1584000

0,335

2,238

2,837

2,680

1,4640

0,920

0,000

chlorobenzen

112,559

1101000

0,639

5,598

6,187

3,107

1,5199

4,073

5,204

              Wnioski:

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin