Лабораторный практикум / 2-ая физическая лаборатория / Электричество / 74 - Полярные молекулы / Филиппов
.docФилиппов Владимир,
III курс, 11 группа.
Полярные молекулы.
Цель работы: определить электрический дипольный момент молекул спирта двумя способами.
Первый способ.
-
Измерили частоту без раствора: n1=(3746.0±0.15) КГц.
-
Наполнили стаканчик бензолом и вновь измерили частоту: n2=(3549.4±0.15) КГц. Найдём относительное изменение полной ёмкости генератора по формуле:
Определяем относительную ёмкость конденсатора, зная диэлектрическую постоянную бензола (e=2.25):
-
Добавляем в бензол спирт по 0,4 мл и находим значение диэлектрической постоянной раствора:
Объём спирта, мл |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
, Кгц |
3530,4 ±1,45 |
3510,8 ±1,31 |
3490,2 ±1,33 |
3467,4 ±1,18 |
3444,1 ±1,21 |
e12 |
2,42 ±0,01 |
2,57 ±0,01 |
2,73 ±0,01 |
2,91 ±0,01 |
3,10 ±0,01 |
-
Находим молекулярную поляризацию растворённого вещества P2.
,где
,,,,
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
P2´10-5 Кл/м2 |
9,99±0,01 |
9,24±0,01 |
9,09±0,01 |
9,18±0,01 |
9,24±0,01 |
5. Зная показатель преломления спирта (n=1,3625) находим молекулярную рефракцию
R = 1.3×10-5 Кл/м2.
Полагая ,вычисляем : =.
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
´10-4, Кл/м2 |
8,69±0,1 |
7,94±0,1 |
7,79±0,1 |
7,89±0,1 |
7,94±0,1 |
6. Находим дипольный момент молекулы m для растворов разной концентрации:
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
m´10-26, Кл×м |
63,9 |
61,1 |
60,5 |
60,8 |
61,0 |
m = (61,4±0,6) Кл×м.
Второй способ.
-
Изучаем температурную зависимость e12 для раствора с наиболее высокой концентрацией. Строим градуировочный график.
-
Строим график зависимости e12 от 1/T, используя градуировочный график.
e12 |
2,42 |
2,57 |
2,73 |
2,91 |
3,10 |
1/T, K-1 |
0,0019 |
0,0021 |
0,0024 |
0,0028 |
0,0035 |
Берём две точки на концах графика, находим e12 , вычисляем для них P12, потом P2. Обозначим полученные значения P2 через и P22, а соответствующие температуры через T1 и T2, тогда:
. Отсюда легко найти m.
Из графика находим:
1/T1 = 0.0034, e12 = 3,10, =9,2×10-5
1/T2 = 0.0020, e12 = 2,51, =4,2×10-5
Находим дипольный момент:
m = (76,7±0,5)×10-26 Кл×м.