溶液法測(cè)定極性分子的偶極矩

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溶液法測(cè)定極性分子的偶極矩

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解偶極矩與分子電性質(zhì)的關(guān)系2、把握溶液法測(cè)定偶極矩的試驗(yàn)技術(shù)3、用溶液法測(cè)定乙酸乙酯的偶極矩

二、試驗(yàn)原理

1、分子結(jié)構(gòu)可以近似地被石成是由電子。和對(duì)于骨架（原子核及內(nèi)層電子）所構(gòu)成的。由于分子空間構(gòu)型的不同，其正、負(fù)電荷中心可能是重合的，也可能不重合，前者稱為非極性分子，后者稱為極性分子。

偶極矩μ是用來(lái)度量分子極性的大小的，其定義是μ=q·d

通過(guò)偶極矩的測(cè)定可以了解分子結(jié)構(gòu)中有關(guān)電子云的分布和分子的對(duì)稱性等狀況，還可以用來(lái)判別幾何異構(gòu)體和分子的立體結(jié)構(gòu)等。

2、把物質(zhì)分子的微觀性質(zhì)偶極矩和它的宏觀性質(zhì)介電常數(shù)、密度和折射率聯(lián)系起來(lái)，分子的永久偶極矩就可用下面簡(jiǎn)化式計(jì)算μ=0.04274×10

-30

（P2－R2）T

∞∞

上述測(cè)求極性分子偶極矩的方法稱為溶液法。溶液法測(cè)得的溶質(zhì)偶極矩與氣相測(cè)得的真實(shí)值間存在偏差，造成這種現(xiàn)象的原因是非極性溶劑與極性溶質(zhì)分子相互間的作用—“溶劑化〞作用，這種偏差現(xiàn)象稱為溶液法測(cè)量偶極矩的“溶劑效應(yīng)〞。3、介電常數(shù)是通過(guò)測(cè)量電容計(jì)算而得到的。

電容池兩極間真空時(shí)和充滿某物質(zhì)時(shí)電容分別為C0和Cx，則某物質(zhì)的介電常數(shù)ε與電容的關(guān)系為ε=εx/ε0=Cx/C0

當(dāng)將電容池插在小電容測(cè)量?jī)x上測(cè)量電容時(shí)，實(shí)際測(cè)量所得的電容應(yīng)是電容池兩極間的電容和整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中的分布電容Cd并聯(lián)構(gòu)成。Cd是一個(gè)恒定值，稱為儀器的本底值，在測(cè)量時(shí)應(yīng)予扣除，否則會(huì)引進(jìn)誤差，因此必需先求出本底值Cd，并在以后的各次測(cè)量中予以扣除。C標(biāo)=C標(biāo)+Cd

‘

Cx=Cx+Cd

‘

三、試驗(yàn)儀器與試劑

儀器：阿貝折射儀、電吹風(fēng)、介電常數(shù)測(cè)量?jī)x、容量瓶（10ml）、電容池試劑：乙酸乙酯（分析純）、四氯化碳

四、試驗(yàn)內(nèi)容

1、取編號(hào)為1~5的10ml容量瓶用電子天平分別稱量其重量m1。2、溶液配置

用移液管分別移取10ml不同濃度的乙酸乙酯一四氯化碳溶液（50ml含1ml、3ml、5ml、7ml、9ml乙酸乙酯）放入已編好號(hào)的5個(gè)容量瓶中，并分別稱量其重量m2。操作時(shí)應(yīng)注意防止溶質(zhì)和溶劑的揮發(fā)以及吸收極性較大的水氣，為此溶液配好后應(yīng)迅速蓋上瓶塞。3、折光率測(cè)定

在（25士0.1）℃條件下用阿貝折光儀測(cè)定四氯化碳及各配制溶液的折光率。測(cè)定時(shí)注意各樣品需加樣三次，每次讀取三個(gè)數(shù)據(jù)，然后取平均值為n溶。4、介電常數(shù)測(cè)定

（1）測(cè)量空氣的電容C0。

（2）用液管將純四氯化碳從金屬蓋的中間口加人到電容池中去，使液面超過(guò)二電極，并

‘

蓋上塑料塞，以防液體揮發(fā)。重復(fù)測(cè)量三次，取三次測(cè)量的平均值為C標(biāo)。

（3）溶液電容的測(cè)定：測(cè)定方法與純四氯化碳的測(cè)量一致。所測(cè)電容讀數(shù)取平均值，減去Cd，即為溶液的電容值Cx。由于溶液易揮發(fā)而造成濃度改變，故加樣時(shí)動(dòng)作要迅速，加樣后塑料塞要塞緊。

五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

1、按溶液配制的實(shí)測(cè)質(zhì)量，計(jì)算五個(gè)溶液的實(shí)際密度ρ=（m1-m2）/V以及濃度c=ρV1/MV2，并作圖ρ-c，由直線斜率求算β值。12345

m1／g12.873512.950612.639312.903912.7627m2／gΔm／gρ／g·cm-3c／mol·L-11.60601.56801.54641.51671.48130.20990.62961.04931.46901.888728.933916.060428.630415.679828.103015.463728.071015.167127.575914.8132ρ-c圖1.621.61.581.561.541.521.51.481.4600.51c／mol?L-11.52ρ／g?cm-3系列1線性(系列1)

β=-0.074

2、計(jì)算C0、Cd和各溶液的Cx值，求出各溶液的介電常數(shù)εx；作εx－x2圖，由直線斜率求算α值?！?/p>

C標(biāo)=8.91

C標(biāo)=2.238-0.0020（15.1－20）=2.25‘

C標(biāo)=C標(biāo)+Cd

Cd=8.91－2.25=6.66

εx=Cx‘－Cd

12345Ccl4

εx－c54Cx19.139.7810.2810.5611.168.91Cx29.079.7310.2410.5511.168.91Cx39.079.7310.2410.5411.168.91Cx‘9.109.7810.2510.5511.168.91εx2.443.123.593.894.50－εx321000.51c／mol?L-11.52系列1線性(系列1)

α=1.23

3、作n溶－x2圖，由直線斜率計(jì)算γ值。

12345n溶11.46191.45791.45501.44951.4476n溶21.46121.45801.45451.44991.4472n－c圖n溶31.46161.45781.45431.45001.4475n溶1.46161.45791.45461.44981.44721.4651.461.4551.451.44500.51c／mol?L-11.52系列1線性(系列1)nγ=-0.0086

∞

4、將ρ1、ε1、α和β值代人公式計(jì)算P2。

=63.8899

∞

5、將ρ1、n1、β和γ值代人公式計(jì)算R2。