Лабы / laba8

Цель работы: определить вещество по молярной рефракции, рассчитанной теоретически и практически. Краткая теория: Рефракция – это явление преломления света на границе раздела двух сред , различных по оптической плотности. Рефрактометрия – это измерение преломления света. Количественно рефракцию оценивают по углу или показателю преломления света , поэтому рефрактометрический метод анализа – это метод, основанный на зависимости угла или показателя преломления света от состава системы (т к каждая система отличается определённой оптической плотностью). Чаще всего для количественной оценки преломления света используют показатель преломления. Основные формулы рефрактометрии : n2/n1 = 1/sin β max n1 – показатель преломления исследуемого образца n2 - показатель преломления призмы рефрактометра

n1 = n2 sin β max β max – максимальный угол преломления света Показатель преломления зависит от природы вещества , температуры , длины волны падающего света , концентрации (для растворов) и давления (для газо). При прохождении электромагнитной волны через вещество происходит смещение положительных и отрицательных зарядов в молекуле относительно центра тяжести. При этом образуется диполь с наведённым моментом μ : е – заряд частицы μ = е∙l l – расстояние между частицами

Это явление называют поляризацией. При поляризации молекулы ориентируются вдоль электромагнитного поля – происходит поляризация ориентации (РО) , при этом расстояние между зарядами увеличивается – проявляется поляризация деформации (Рд). Поляризация деформации складывается из смещений электронов – электронная поляризация Pe и смещения атомов и атомных групп – атомная поляризация Pa :

Рд = Pe + Pa

Тогда полная поляризация равна : Р = PO + Pд = РО + Pe + Pa Если молекула неполярна , то полная поляризация равна поляризации деформации , т е РО=0. На один моль вещества : NO – число Авогадро Рд = (4/3)απNO α – коэффициент пропорциональности - поляризуемость молекулы (чем больше α , тем легче поляризуется молекула) Поляризуемость молекулы α связана с её диэлектрической проницаемостью ε уравнением : М – молярная масса (4/3) απNO = ((ε – 1)/(ε – 2))(M/p) p – плотность

Следовательно , молярная поляризация деформации вещества Рд , равна

Рд = ((ε – 1)/(ε – 2))(M/p)

В тоже время Vвоздуха / Vср = n , значит ε = n2 . С учётом этого , молярную поляризацию деформации можно занименить молярной рефракцией вещества Rn :

Rn = ((n2 - 1)(n2 + 2))(M/p)

Последнее выражение носит название формула Лоренц-Лорентца. Для неполярных молекул молярная рефракция равна молярной поляризации :

Rn = Pд

Для полярных молекул молярная поляризация превышает молярную рефракцию на величину поляризации ориентации РО. Молярная рефракция Rn определяется только поляризуемостью молекул и поэтому зависит только от природы вещества , значит , по ней можно проводить идентификацию вещества.

Приборы и реактивы: 1) рефрактометр; 2) весы аналитические; 3) мерная колба – 25 мл; 4) стакан химический; 5) пипетка градуированная – 10 мл; 6) пипетка медицинская; 7) пикнометры – 2шт; 8) груша резиновая; 9) глюкоза тв. Расчёты:

Вода

Серия	n			nср
1	1,3320	1,3335	1,3325		1,3327
2	1,3335	1,3325	1,3335		1,3332
3	1,3325	1,3325	1,3335		1,3328

m(глюкозы) = 5г m(воды) = 45 г p(воды) = 0,998 p(глюкозы) = 1,540 р(ацетона) = 0,7899 Вода: m1(пикнометра) = 11,8965 г m1(пик-р + вода) = 21,8539 г m2(пикнометра) = 12, 0572 г m2(пик-р + вода) = 21,9942 г m3 (пикнометра) = 11,7132 г m3(пик-р + вода) = 21,5954 г

m1(воды) = 9,9574 г m2(воды) = 9,9370 г m3(воды) = 9,8822 г

Глюкоза: m1(пикнометра) = 11,8965 г m1(пик-ра с глю-ой) = 22,1833 г m2(пикнометра) = 12,0572 г m2(пик-ра с глю-ой) = 22,3034 г m3(пикнометра) = 11,7132 г m3(пик-ра с глю-ой) = 21,9283 г m1(глюкозы) = 10,2868 г m2(глюкозы) = 10,2462 г m3(глюкозы) = 10,2151 г

Задача №7 (ацетон) m1(пикнометра) = 11,8958 г m1(пик-р + ац-н) = 19,7214 г m2(пикнометра) = 12,0578 г m2(пик-р + ац-н) = 19,9185 г m3(пикнометра) = 11,7106 г m3(пик-р + ац-н) = 19,5924 г

m1(ацетона) = 7,8256 г m2(ацетона) = 7,8607 г m3(ацетона) = 7,8818 г

0

Вывод: в задаче №7 находится ацетон: Rn(теор.) = 15,3790, а Rn(практ.) = 15,7473, разница меньше 0,4, следовательно природа вещества подтверждена.