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 Р_эл. 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 n_λ — 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 n_λ 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!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!