稀溶液法测定偶极矩实验报告.docx

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解质的介电常数：
法拉第在1837年就解释了这一现象，认为这是由于电解质在电场中极化而引起的。极化作用形成一个反向电场，因而抵消了一部分外加电场。
测定电容的方法一般有电桥法、拍频法和谐振法，后两者为测定介电常数所常用，抗干扰性能好，精度高，但仪器价格昂贵。本实验中采用电桥法。实际所测得的电容C'"包括了样品的电容Ce和电容池的分布电容G两部分，即C'禅品=C+Cx⑫
对于给定的电容池，必须先测出其分布电容G。可以先测出以空气为介质的电容，记为C'空，再用一种已知介电常数的标准物质，测得其电容C"。
C'空=C空+aC'标=C标+Cx
又因为
可得_C'lC'空CI空…―1
计算出G、Co之后，根据式③和式⑫可得样品的介电常数:
c、一a
偶极矩的计算
通过上述步骤分别计算出p;、火;之后，根据式②可得：
U=F^^=°.I28底布
【仪器与试剂】
仪器
电容测量仪、25mL容量瓶、移液管、电子天平、阿贝折射仪、滴管、烧杯、洗耳球、干燥器等。
试剂
乙酸乙酯分析纯
环己烷分析纯
丙酮分析纯
【实验步骤】
溶液配制(ME204E)(仪器编号14UC1071)
将四个干燥的容量瓶编号，称量并记录空瓶重量。在空瓶内分别加入、、和的乙酸乙醋再称重。然后加环己烷至刻度线，称重。操作时应注意防止溶质、溶剂的挥发以及吸收极性较大的水汽。为此，溶液配好以后应迅速盖上瓶塞。
88
84
表1:溶液配制
空瓶（G
空瓶+乙酸乙酯（G
空瓶+乙酸乙酯+环己烷（G
溶液中乙酸乙酯质量（g）
溶液中乙酸乙酯尔数（加次）
溶液中环己烷质量（G
溶液中环己烷摩尔数J。】）
乙酸乙酯摩尔分数以
溶液质量（g）
溶液密度（gZ诚）
乙酸乙酯croh,分子量:
环己烷CJU分子量:
密度Q(g/ml)
X2
y=+
密度-摩尔分数曲线
〃


R2=
♦系列1线性（系歹ijD
摩尔分数（2）折射率的测定（仪器编号14UC1087）
先用阿贝折射仪测定水的折射率进行校准，再测定环己烷及配制溶液的折射率，注意测定时各样品需加样两次，读取数据，计算时取平均值。
表2：折光率测定实验数据
环己烷
nT
nn
n平均
由于实验时实验室温度约为281,28T下纯水的折射率为，而此时用阿贝折射仪测得水的折射率为。故校准后得到的样品折射率为
刀1,2
x2
环己烷
折射率-摩尔分数曲线
<


摩尔分数
介电常数的测定(14UC1047)本实验采用环己烷作为标准物质，其介电常数的温度公式为：
£环=式中，t为温度，°C。
打开电容测量仪，待读数稳定后，记录空气的电容值。分别测量纯环己烷和配制的4个样品溶液的电容，记录测量的数据。每个样品测量两次，计算时取平均值。测量一个样品后,需用滤纸把残留样品吸干，用吹风机吹干样品池后才能继续性测量。注意：用吹风机吹干样品池的时候不要用热风，以防止样品池温度发生改变带来的测量误差。
环己烷
G(PF)
C2(PF)
C平均(PF)
表2：电容测定实验数据
空气电容(PF)温度(°C)
环己烷介电常数：％=-。—20)=
Co=
_c标_c空&标T根据求得各溶液的介电常数溶C。
介电常数
e
x2
介电常数-摩尔分数曲线
y=