Kaja Fac 12.10.2010 r.
Paulina Krzemińska
wtorek 13:30
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.
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.
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):
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
859900
0,346
2,360
3,850
3,594
1,4940
1,174
1,134
p - ksylen
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
chlorobenzen
112,559
1101000
0,639
5,598
6,187
3,107
1,5199
4,073
5,204
Wnioski:
...
pu_lina