- 1、本文档共13页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
稀溶液法测定偶极矩实验报告
稀溶液法测定偶极矩
【实验目的】
掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。
了解偶极矩与分子电性质的关系。
测定正丁醇的偶极矩。
【实验原理】
(1)偶极矩与极化度
分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成。由于空间 构型的不同,其正负电荷中心可以是重合的,也可以不重合。前者称为非极性分子,后者称 为极性分子。
r—
r——I
?
b- b +
图1电偶极矩示意图
//7
图2极性分子在电场作用下的定向
1912年德拜提出“偶极矩”卜I的概念来度量分子极性的大小,如图1所示,
其定义是 口 = q ? d ①
式中,q是正负电荷中心所带的电量;d为正负电荷中心之间的距离;力是一个向量, 其方向规定为从正到负。因分子中原子间的距离的数量级为lb%,电荷的数量级为io-2Oc, 所以偶极矩的数量级是10-3°C?nu
通过偶极矩的测定,可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性,可以用来 鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩,但由于分子的热运动,偶极矩指向某个方向的机会均等。所 以偶极矩的统计值等于零。若将极性分子置于均匀的电场E中,则偶极矩在电场的作用下, 如图2所示趋向电场方向排列。这时我们称这些分子被极化了。极化的程度可用摩尔转向极 化度P”来衡量。P*与永久偶极矩的口的平方成正比,与绝对温度T成反比。
P _ 4丸*四
g 9kT ②
式中:k为玻兹曼常数,NA为阿伏加德罗常数。
在外电场作用下,不论极性分子或非极性分子,都会发生电子云对分子骨架的相对移动, 分子骨架也会发生形变。这称为诱导极化或变形极化。用摩尔诱导极化度Pg来衡量。显然P n可分为二项,即电子极化度E和原子极化度已,因此
P 十Pe+Pa
如果外电场是交变场,极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。当处于频率小于10°任 的低频电场或静电场中,极性分子所产生的摩尔极化度P是转向极化、电子极化和原子极化 的忌和。
P = Pp+ Pe +Pa
如何从测得的摩尔极化度P中分别出P “的贡献呢介电常数实际上是在ioH以下的频率测 定的,测得的极化度为PL P.+Pa。若把频率提高到红外范围(约10”?10“H>分子已经 来不及转向,此时测得的极化度只有P。和已的贡献了。所以从按介电常数计算的P中减去红 外线频率范围测得的极化,就等于P”在实验上,若把频率提高到可见光范围,则原子极化 也可以忽略,则在可见光范围:
Pu =P -( Pe+Pa) 2 P - Pe
(2)摩尔极化度的计算
克劳休斯、莫索和德拜从电磁场理论得到了摩尔极化度P与介电常数e之间的关系式。
八 S—1 M P = X —
e+2 P ③
式中,M为被测物质的摩尔质量;P为该物质的密度;£是介电常数。
但式③是假定分子与分子间没有相互作用而推导得到的。所以它只适用于温度不大低的 气相体系,对某种物质甚至根本无法获得气相状态。因此后来就提出了用一种溶液来解决这 一困难。溶液法的基本想法是,在无限稀释的非极性溶液中,溶质分子所处的状态和气相时 相近,于是无限稀释溶液中的溶质的摩尔极化度就可以看作是式③中的P。
在稀溶液中,若不考虑极性分子间相互作用和溶剂化现象,溶剂和溶质的摩尔极化度等
物理量可以被认为是具有可加性。因此,式③可以写成:
式中,下标1表示溶剂;下标2表示溶质;为表示溶剂的摩尔分数;X2表示溶质的摩尔分
数;K表示溶剂的摩尔极化度;表示溶质的摩尔极化度。
对于稀溶液,可以假设溶液中溶剂的性质与纯溶剂相同.则
P _ —x/ _ —.2 - % Pl
⑥
Hedestrand首先推导出经验公式,指出在稀溶液中溶液的介电常数和密度可以表示为
因此
户;=邮=郭。
pL2=p,+bx2
S] +ax^-\ .切一 1
= x =―— — Xi X
与+2 P,
Si +ax2 +2 p] +bx2
_ s( -1 M2 -bMx
(£]+2)2 P] S]+2 p!
⑨
做J.2-X2图,根据式④由直线测得斜率a,截距J;作PI.2 -X2图,并根据式⑧由直
线测得斜率b,截距Pi,代入式⑨得F?
(3)由折光度计算电子极化度已
电子极化度可以使用摩尔折光度R代替,即
W — 1 M
P== = R = x ——
■ ? 一 々 + 2 p
式中,n为物质的折射率;M为物质的摩尔质量;P为密度。同样在稀溶液中:
nl,2=nl+cx2
八 c 〃「一 1 M. - bM 1 6n.2M.c
P = R、=lim R「= —x + ―
Pi巳亿—「+2 P.(疽+2膈
Pi
根据测量的溶液折射率眼2作图,由斜率求出C,就可以按照式⑩计算出P…
介电常数的测定
介电常数是通过测定电容计算而得的。如
您可能关注的文档
最近下载
- 小学研究课题立项申报:基于小学生高阶思维发展的课堂微项目活动设计研究.docx
- 网站安全等级保护--应急预案.docx
- 输送带发展前景分析.pptx
- IPC-6018c,6018cs,6017,6016,6015,6013d,6012e,ds,da 英文资料分享.pdf
- 高中数学公式(经典).doc VIP
- 顶管施工测量方案.doc
- 2024年度医院中医肛肠外科科带教计划课件.pptx
- 全国青少年劳动技能与智能设计大赛赛题与评价标准.PDF
- 2021-2022学年福建省宁德市校际联盟八年级(上)第一次月考英语试卷(附答案详解).docx VIP
- 2023年(最全版)二级建造师考试真题及参考答案.docx
文档评论(0)