Краткие теоретические положения.
ЗАКОНЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ МОЛЕКУЛ
и др.) |
Молекула (атом, ион) состоит из нейтральных и положительно и отрицательно заряженных частиц (нейтроны + протоны = нуклоны и электроны). Различают два рода молекул - с симметричным распределением заряда (Нз, СН4, СбНв и др.) и несимметричным (НХ, СН3Х, СвНбХ; X —галоген и др.).Это - неполярные и полярные молекулы. Полярную молекулу называют также дипольной или диполем.
В двухатомном диполе на одном из атомов образован избыток отрицательных, на другом такой же избыток положительных зарядов. Суммарный заряд, конечно, равен нулю. У многоатомных молекул существуют некоторые области с избытками положительных и отрицательных зарядов. Однако и здесь можно представить себе два центра зарядов.
Дипольным моментом µ называют произведение заряда q на расстояние между зарядами l:
Дипольный момент следует рассматривать, как вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному (в химии принимают обычно обратное направление). Если молекула состоит ^из множества атомов, то ее дипольный момент определяется как
векторная сумма:
При помещении неполярной молекулы в электрическое поле происходит смещение зарядов друг относительно друга, что создает индуцированный (наведенный) дипольный момент µ. Вследствие существования собственного (постоянного, жесткого) дипольного момента µ0 полярная молекула стремится ориентироваться вдоль направления поля, сверх того, в ней, как и в неполярной, возникает наведенный момент. В этом и заключается поляризация молекулы. Количественную характеристику свойства молекулы поляризоваться, как и самое это свойство, называют поляризуемостью.
|
|
МОЛЯРНАЯ РЕФРАКЦИЯ
При частотах видимого света порядка 1015 Гц (К = 450— 750 нм) проявляется только электронная поляризация Рэл. Она позволяет вычислять α как неполярных, так и полярных молекул.
Экспериментально установлено, что рефракция молекулы приближенно является суммой рефракций отдельных ионов, атомов или связей, входящих в нее. Это свойство рефракции (аддитивность) можно объяснить тем, что смещение электронов в молекуле (чем, в основном, определяется рефракция) мало зависит от того, в какие молекулы такие группировки входят. Кроме того, смещение электронов незначительно изменяется с температурой и агрегатным состоянием. Поэтому аддитивность рефракции позволяет с помощью рефракций отдельных атомов, ионов или связей приближенно вычислять рефракцию молекул и решать вопрос о возможном их строении.
Приводимые ниже данные показывают, что у вещества с одинаковой эмпирической формулой, но разным строением, рефракции различны;
|
|
Следовательно, определяя экспериментально рефракцию взятого вещества и сравнивая ее с вычисленной, можно решить, каким строением обладает это вещество.
Показатель преломления неполярных веществ мало зависит от частоты и поэтому уравнение справедливо при всех частотах. Поэтому для приближенных определений рефракции достаточно пользоваться показателем преломления лучей видимого спектра. Для точных определений необходимо производить экстраполяцию по формуле Коши
Где nλ — показатель преломления при длине волны λ; α — эмпирический коэффициент.
У полярных веществ ε > n2. Для воды n2 = 1,78 (длина волны 589,3 нм), а ε = 78. Более того, в этом случае нельзя непосредственно экстраполировать nλ по формуле Коши вследствие того, что показатель преломления полярных веществ часто аномально изменяется с частотой.
Однако обычно нет необходимости производить такую экстраполяцию, так как основное свойство рефракции — ее аддитивность— сохраняется, если показатель преломления полярных и неполярных веществ измерять при одной и той же длине волны видимого света. За стандарт выбрана желтая линия натрия (обозначают символом Д длина волны λд = 589,3 нм). Все данные в справочных таблицах, как правило, приведены именно для этой длины волны.
|
|
Таким образом, для расчета молярной рефракции (в см3/моль) пользуются формулой :
Приборы и реактивы
1. Рефрактометр
2. Пикнометр
3. Пипетка
4. Вещества А и Б
5. Задача
6. Фильтровальная бумага
Порядок выполнения работы.
Получают у руководителя жидкую смесь двух известных веществ. Измеряют показатель преломления смеси, определяют ее плотность и рассчитывают удельную рефракцию r. Удельные рефракции компонентов r1 и r2 определяют по табличным значениям p и n компонентов ( они должны относится к одной и той же температуре).
На основании уравнения r = g1r1+(1-g1)r2 рассчитывают состав смеси:
g1 = (r-r2)/(r1-r2) g2 = 1-g1 где g1 и g2 – массовые доли компонентов.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 95; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!