Nr ćwiczenia 4	Data 20.X.2008	Imię i Nazwisko Małgorzata Jędrusik	Wydział TCh Kierunek TOŚ	Rok II Semestr III	Grupa I Zespół II
Prowadzący mgr. inż. Ł. Waligóra			Przygotowanie	Wykonanie	Ocena

WYZNACZANIE MOMENTU DIPOLOWEGO NITROBENZENU

I. POMIARY

=> pojemność kondensatora

Pojemność kondensatora z powietrzem :		19 pF
Pojemność kondensatora zawierającego benzen :		32 pF
Pojemność kondensatora zawierającego roztwór (nitrobenzen w benzenie) o stężeniach:
0,005 M	35 pF
0,01 M	36 pF
0,02 M	47 pF
0,05 M	48 pF
0,08 M	53 pF

=> współczynnik załamania światła

Współczynnik załamania światła
	I pomiar	II pomiar	III pomiar	średnia pomiarów
Benzen	1,5014	1,5013	1,5013	1,5013
Nitrobenzen w benzenie 0,005 M	1,5015	1,5014	1,5015	1,5015
Nitrobenzen w benzenie 0,01 M	1,5016	1,5015	1,5016	1,5016
Nitrobenzen w benzenie 0,02 M	1,5032	1,5031	1,5033	1,5032
Nitrobenzen w benzenie 0,05 M	1,5066	1,5064	1,5066	1,5066
Nitrobenzen w benzenie 0,08 M	1,5083	1,5082	1,5083	1,5083

=> gęstość

Waga pustego piknometru m0=10,86835 g
Masa piknometru zawierającego [g]:
Benzen	16,03875
Nitrobenzen w benzenie 0,005 M	17,02465
Nitrobenzen w benzenie 0,01 M	17,45430
Nitrobenzen w benzenie 0,02 M	17,49510
Nitrobenzen w benzenie 0,05 M	17,55290
Nitrobenzen w benzenie 0,08 M	17,63815

II. OBLICZENIA

=> Gęstość poszczególnych roztworów:

m₁- masa piknometru wypełnionego benzenem

m₀- masa pustego piknometru

V - objętość piknometru

Przykładowe obliczenie:

g/cm³

Gęstość dla pozostałych roztworów nitrobenzenu w benzenie:

	d [g/ml]
benzen	0,517039
nitrobenzen 0,005M	0,615629
nitrobenzen 0,01M	0,658594
nitrobenzen 0,02M	0,662664
nitrobenzen 0,05M	0,668454
nitrobenzen 0,08M	0,676979

=> Wartość masy cząsteczkowej M₁₂ dla poszczególnych roztworów:

M₁₂ = x₁∙ M₁ + x₂ ∙ M₂ [g/mol]

M₁ - masa cząsteczkowa nitrobenzenu

M₂ - masa cząsteczkowa benzenu

x₁- ułamek molowy, roztwór nitrobenzenu w benzenie o danym stężeniu

x₂- ułamek molowy równy x₂ = 1 - x₁

Przykładowe obliczenie (masa cząsteczkowa nitrobenzenu w benzenie 0,005):

Masy cząsteczkowe dla pozostałych roztworów nitrobenzenu w benzenie:

	M12 [g/mol]
nitrobenzen 0,005M	78,325
nitrobenzen 0,01M	78,549
nitrobenzen 0,02M	78,998
nitrobenzen 0,05M	80,345
nitrobenzen 0,08M	81,692

=> Wartość stałej dielektrycznej ε₁₂ dla poszczególnych roztworów:

[F/m]

ε₁ - stała dielektryczna benzenu

c₁ - pojemność kondensatora zawierającego benzen

c₃ - pojemność pustego kondensatora

c₁₂ - pojemność kondensatora zawierającego roztwór nitrobenzenu w benzenie

Przykładowe obliczenie (stała dielektryczna nitrobenzenu w benzenie 0,005):

F/m

Stałe dielektryczne dla pozostałych roztworów nitrobenzenu w benzenie:

	ε 12
nitrobenzen 0,005M	2,580
nitrobenzen 0,01M	2,679
nitrobenzen 0,02M	3,766
nitrobenzen 0,05M	3,864
nitrobenzen 0,08M	4,358

=> Wartość polaryzacji P₁₂ dla poszczególnych roztworów:

[cm³/mol]

M₁₂ - masa cząsteczkowa roztworu

d₁₂ - gęstość roztworu

ε₁₂ - stała dielektryczna roztworu

Przykładowe obliczenie (polaryzacja nitrobenzenu w benzenie 0,005):

cm³/mol

Wartości polaryzacji dla pozostałych roztworów nitrobenzenu w benzenie:

	P12
nitrobenzen 0,005M	43,89
nitrobenzen 0,01M	42,68
nitrobenzen 0,02M	56,69
nitrobenzen 0,05M	57,23
nitrobenzen 0,08M	61,11

=> Wartość refrakcji R₁₂ dla poszczególnych roztworów:

[ cm³/mol ]

M₁₂ - masa cząsteczkowa roztworu

d₁₂ - gęstość roztworu

n₁₂ - współczynnik załamania światła dla danego roztworu

Przykładowe obliczenie (refrakcja nitrobenzenu w benzenie 0,005):

cm³/mol

Wartości refrakcji dla pozostałych roztworów nitrobenzenu w benzenie:

	R12
nitrobenzen 0,005M	37,51
nitrobenzen 0,01M	35,17
nitrobenzen 0,02M	35,25
nitrobenzen 0,05M	35,75
nitrobenzen 0,08M	35,99

=> Ogólne zestawienie tabelaryczne:

	d	n	c	M12	ε12	P12	R12
		[ g/cm^3 ]	[ - ]	[ pF ]	[ g/mol ]	[ F/m ]	[cm^3/mol]	[cm^3/mol]
benzen	0,51704	1,5013	32	-	-	-	-
nitrobenzen w benzenie
0,005	0,61563	1,5015	35	78,325	2,5803	43,89	37,51
0,01	0,658595	1.5016	36	78,549	2,6791	42,68	35,17
0,02	0,662675	1,5032	47	78,998	3,7655	56,69	35,25
0,05	0,668455	1,5066	48	80,345	3,8643	57,23	35,75
0,08	0,67698	1,5083	53	81,692	4,3582	61,11	35,99

=> Średni moment dipolowy dla nitrobenzenu:

[ Cm ]

- moment dipolowy nitrobenzenu

P - polaryzacja nitrobenzenu

R - refrakcja nitrobenzenu

k - stała Boltzmanna

ε₀ - stała dielektryczna próżni

N - liczba Avogadra

T - temperatura otoczenia, przyjęto T = 20˚C = 293,15 K

μ₁₂=2,05317*10^-25 [Cm]

=> Wykresy:

3

---