Picture2

128

śi i wij x. dotyczącej unormowanej aktywności jonu a— 1, rozpuszczalnika i temperatury. Przewodność X rośnie ze wzrostem stężenia jonów, a przewodność x rośnie ze wzrostem rozcieńczenia. Istotny wpływ na przewodnictwo ma właśnie wzajemne hamowanie wędrówki jonów, narastające ze stężeniem.

I >o pomiarów przewodnictwa A. i x stosuje się konduktometry lub omometry, przewodnictwo bowiem jest odwrotnością omowego oporu roztworu.

T2. Wybrane metody instrumentalne

Oprócz wymienionych metod w nowoczesnej chemii stosuje się wiele metod instrumentalnych, pozwalających na jakościowe i ilościowe oznaczanie struktur substancji, na określenie ich ilościowego udziału w różnych przemianach, na lepsze wyjaśnianie mechanizmu przemian. Szczególne znaczenie mają metody badania struktury cząsteczek, a w tym nie tylko oznaczania składu jakościowego, lecz także położenia atomów w cząsteczkach, długości wiązań, energii i polaryzacji wiązań oraz kątów pomiędzy nimi, oznaczenie poziomów energetycznych zajmowanych przez elektrony. Metody te można podzielić na dyfrakcyjne, polaryzacyjne i spektroskopowe.

Metody dyfrakcyjne

Metody dyfrakcyjne stosuje się głównie w badaniach ciał stałych. Chodzi tutaj o dyfrakcję promieni rentgenowskich, dyfrakcję neutronów i elektronów.

Metody polaryzacyjne

Metody polaryzacyjne polegają na badaniu efektów wpływu pola elektrycznego lub magnetycznego na ciała, tj. polaryzacji elektrycznej lub magnetycznej. Metodami tymi oznacza się momenty dipolowe cząsteczek i ich polaryzowal-ność, momenty magnetyczne cząsteczek itd.

Metody spektroskopowe

*

Duże znaczenie mają metody spektroskopii molekularnej. Cząsteczki związków posiadają energię kinetyczną, która przejawia się w postaci ich ruchów postępowych, tj. energii translacji, ruchów obrotowych i energii rotacji, ruchów drgających, w tym energii oscylacji, l akże dotyczy ona przenoszenia elektronów z niższych poziomów energetycznych na wyższe, co określa się jako wzbudzanie elektronowe Tymi zagadnieniami zajmuje się spektroskopia molekularna, a więi badaniem pochłaniania i emisji promieniowania clcklromngnclw/nogo o okie ślonej długości fali, w tym analizą otrzymywanych widm. Analiza ta pozwala na uzyskanie istotnych informacji o strukturze cząsteczek.

Widma cząsteczkowe dzieli się na absorpcyjne, emisyjne i Hamana. W pierw szym przypadku przepuszcza się przez próbkę promieniowanie o różnych długo ściach fal (inaczej różnych częstościach drgań) i otrzymuje się widma ahsorp cyjne. Powstają one podczas przejść energetycznych atomów od stanu podstawowego do stanu wzbudzonego. Na podstawie natężenia promieniowania przechodzącego dla danej częstości można określić, jaka częstość promieniowa nia (jakie kwanty energii hv) jest pochłaniana. Jedną z dróg powrotu atomu dc stanu podstawowego jest emisja promieniowania. Jeżeli emisja ta zachodzi spontanicznie, to jest to fluorescencja, gdy proces ten jest opóźniony w stosunku do absorpcji, wówczas mówi się o fosforescencji.

Badanie widm emisyjnych dotyczy promieniowania emitowanego przez czii steczki pobudzone do wyższych stanów energetycznych i przechodzące na tans niższe. Także tutaj stosuje się spektrometry.

W spektroskopii ramanowskiej stosuje się promieniowanie widzialne, mono chromatyczne (m.in. lasery). Bada się promieniowanie rozproszone przez czą steczki. W promieniowaniu rozproszonym obserwuje się linię światła o często ,i i takiej samej jak częstość światła padającego (v₀) oraz linie o częstości mnicjs/i i (V|) i większej (v₂). Linie Vi świadcząo wzbudzeniu rotacji lub oscylacji. Kwanty promieniowania padającego /vv_(l ulegają zmniejszeniu do hv\. Część energii i: jest pochłaniana, powodując rotację lub oscylację: e = //v₀ - hv\ //(v₀    \’i) Stąd

też częstość światła absorbowanego odpowiada różnicy poziomów cnergcty z nych w cząsteczce. Cząsteczka wzbudzona może też oddziaływać z kwantami /;v₀, powodując ich zwiększenie do hv₂. Otrzymywane widma ramanowskie du żą do badania widm rotacyjnych i oscylacyjnych. Wzbudzoną rotację wywołują fale elektromagnetyczne, tj. mikrofale o długościach X, wyrażonych w ecntymc trach lub milimetrach. Przejścia na różne poziomy energetyczne są dozwolone (określone wielkością kwantów) i niedozwolone.

Widma rotacyjne dotyczą cząsteczek polarnych (np. Il₂0, NI L), nie dotyczą natomiast cząsteczek niepolarnych (np. N₂, Cl I4).

Oscylację wywołuje promieniowanie podczerwone ll< o długościach fal X od 0,1 pm do 2,5 pm Widma oscylacyjne pozwalają na określenie stałych siłowych wiązań pomiędzy atomami W cząsteczkach wieloatomowych możliwe staje się zbadanie drgań (oscylacji) związanych atomów. Istotne znaczenie mają tulai długości wiązań i kąty pomiędzy nimi Drgania związane ze zmianą długości wiązań nazywa się razi lngtjjifcymt, a związane ze zmianą kątów rglnajiicymt U tu lis takie ..| w i ząitei . I ,u h w ieloutoiuowyi li od siebie wzajemnie niezależni i nazywa się je mu malm ml / występowaniem digan w iążą się zmiany ino mciilów di polo w \ i li i . ą a> > -ul Piz* sunięcia atomów zalezą istotnie od a li ma