溶液法測定極性分子的偶極矩

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溶液法測定極性分子的偶極矩

一、試驗目的

1、了解偶極矩與分子電性質的關系2、把握溶液法測定偶極矩的試驗技術3、用溶液法測定乙酸乙酯的偶極矩

二、試驗原理

1、分子結構可以近似地被石成是由電子。和對于骨架（原子核及內層電子）所構成的。由于分子空間構型的不同，其正、負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是用來度量分子極性的大小的，其定義是μ=q·d

通過偶極矩的測定可以了解分子結構中有關電子云的分布和分子的對稱性等狀況，還可以用來判別幾何異構體和分子的立體結構等。

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

-30

（P2－R2）T

∞∞

上述測求極性分子偶極矩的方法稱為溶液法。溶液法測得的溶質偶極矩與氣相測得的真實值間存在偏差，造成這種現象的原因是非極性溶劑與極性溶質分子相互間的作用—“溶劑化〞作用，這種偏差現象稱為溶液法測量偶極矩的“溶劑效應〞。3、介電常數是通過測量電容計算而得到的。

電容池兩極間真空時和充滿某物質時電容分別為C0和Cx，則某物質的介電常數ε與電容的關系為ε=εx/ε0=Cx/C0

當將電容池插在小電容測量儀上測量電容時，實際測量所得的電容應是電容池兩極間的電容和整個測試系統(tǒng)中的分布電容Cd并聯(lián)構成。Cd是一個恒定值，稱為儀器的本底值，在測量時應予扣除，否則會引進誤差，因此必需先求出本底值Cd，并在以后的各次測量中予以扣除。C標=C標+Cd

‘

Cx=Cx+Cd

‘

三、試驗儀器與試劑

儀器：阿貝折射儀、電吹風、介電常數測量儀、容量瓶（10ml）、電容池試劑：乙酸乙酯（分析純）、四氯化碳

四、試驗內容

1、取編號為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）放入已編好號的5個容量瓶中，并分別稱量其重量m2。操作時應注意防止溶質和溶劑的揮發(fā)以及吸收極性較大的水氣，為此溶液配好后應迅速蓋上瓶塞。3、折光率測定

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

（1）測量空氣的電容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，使液面超過二電極，并

‘

蓋上塑料塞，以防液體揮發(fā)。重復測量三次，取三次測量的平均值為C標。

（3）溶液電容的測定：測定方法與純四氯化碳的測量一致。所測電容讀數取平均值，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，故加樣時動作要迅速，加樣后塑料塞要塞緊。

五、試驗數據處理

1、按溶液配制的實測質量，計算五個溶液的實際密度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、計算C0、Cd和各溶液的Cx值，求出各溶液的介電常數εx；作εx－x2圖，由直線斜率求算α值?！?/p>

C標=8.91

C標=2.238-0.0020（15.1－20）=2.25‘

C標=C標+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值代人公式計算P2。

=63.8899

∞

5、將ρ1、n1、β和γ值代人公式計算R2。