Grajek Tomasz 26.03.2007

Joanna Rosecka

Ćwiczenie 2

Polaryzowalność cząsteczki. Moment dipolowy.

1.Na początku zważyliśmy puste kolbki z korkami:

L.p	masa kondensatora[g]
1	23,637
2	34,714
3	29,648
4	32,22
5	23,808
6	30,005
7	24,63
8	30,559

2.Nastepnie zważyliśmy kolbki z określonymi objętościami chlorobenzenu:

Objętość[cm^3]	waga z chlorobenzenem[g]	Masa chlorobenzenu[g]
1	24,701	1,064
2	36,918	2,204
3,5	33,548	3,9
5	37,684	5,464
7	31,566	7,758
8	38,698	8,693
10	35,615	10,985
12	43,776	13,217

3.Zważyliśmy kolbki z roztworem(chlorobenzen+cykloheksan):

l.p	waga z chlorobenzenem i cykloheksanem[g]	Masa cykloheksanu[g]
1	62,424	37,723
2	73,973	37,055
3	69,46	35,912
4	72,556	34,872
5	64,654	33,088
6	71,378	32,68
7	66,439	30,824
8	73,21	29,434

Zmierzyliśmy pojemność pustego kondensatora:C_o=44pF

Pojemność kondensatora z cykloheksanem:C=75pF=pojemność bierna

Pojemność czynna=75 pF -44 pF =31 pF

Pojemność dla poszczególnych kolbek:

L.p	Cx[pF]
1	77
2	79
3	82
4	85
5	88
6	90
7	95
8	98

Następnie wyliczyliśmy ułamki molowe dla chlorobenzenu w cykloheksanie:

X=n_{chlorobenzenu}/n_{cylkoheksanu+chlorobenzenu}

L.p	Xi
1	0,020626
2	0,042523
3	0,075005
4	0,104739
5	0,148985
6	0,165704
7	0,21017
8	0,251095

Korzystając z wzoru:ε_x=[(C_x-C_b)/C_c]+1

Obliczyliśmy przenikalności elektryczne dla kolejnych roztworów:

L.p	εX
1	1,064516
2	1,129032
3	1,225806
4	1,322581
5	1,419355
6	1,483871
7	1,645161
8	1,741935

Stosując zasadę addytywności obliczyliśmy gęstości poszczególnych roztworów:

d=1/[(X_cykloheksanu/d_cykloheksanu)+(X_{chlorobenzenu}/d_{chlorobenzenu})]

L.p	d(kg/m^3)
1	784,7179
2	789,7893
3	797,4344
4	804,5636
5	815,4113
6	819,5869
7	830,903
8	841,5976

Obliczyliśmy wartości polaryzacji właściwej dla poszczególnych roztworów korzystając ze wzoru:p=[(ε-1)/(ε+2)]*(1/d)

L.p	p[m^3/kg]
1	2,68E-05
2	5,22E-05
3	8,78E-05
4	0,000121
5	0,00015
6	0,000169
7	0,000213
8	0,000236

Metodą najmniejszych kwadratów wyznaczamy współczynnik a prostej y=ax+b:

a=nΣx_i*p-∑x_i*Σ p_i/n∑ x_i²-( Σx_i) ²

a=0,0009

b=(Σp_i-aΣx_i)/n

b=2E-5

Polaryzację właściwą wyznaczamy na zasadzie ekstrapolacji zależności:p=f(X) do wartości X=1 i uzyskuje p=9,2*10^-4[m³/kg]

Następnie wyznaczamy wartość całkowitej polaryzacji molowej:

P=p*M=9,2*10^-4 [m³/kg]*112,5[kg/kmol]=0,1035 [m³/kmol]

Dla wartości wspólczynnika załamania światła n_D²⁰=1,524821,gęstośći d=1100,9[kg/m³].

Korzystając ze wzoru:R_D=[(n²-1)/(n²+2)]*(M/d).Obliczamy refrakcję molową:

R_D=0,031307788[m³/kmol]

Obliczamy moment dipolowy chlorobenzenu:

μ_o=√(9ε_ok/N)*[T(P-R_D)]=1,351*10^-30√[T(P-R_D)

μ_o=6,048361808*10 ^-30[C*m]=1,81D

Wartość literaturowa momentu dipolowego dla chlorobenzenu wynosi 1,62D.

Otrzymana przez nas wartość nie rożni się bardzo od wartości literaturowej, rożnica w wyniku może wynikać z tego że: kiedy wykonywaliśmy doświadczenie w Sali było ok.22⁰C a wartości literaturowe są dla temperatury 20⁰C.Wyniki mogły być obarczone błędami pomiarowymi(np. niedokładne napełnienie cykloheksanem „do kreski”,pobieranie pipetą chlorobenzenu-pipeta mogła nie być skalibrowana z kolbkami, odczytywanie pojemności w „przybliżeniu”do całkowitych wartości[pF] ,błędy paralaksy).Również błędy przypadkowe mogły wpłynąć na wynik końcowy. Niektóre wyniki były zaokrąglane do 5 miejsca po przecinku.

---