溶液法测定极性分子的偶极距

溶液法测定极性分子的偶极距化学实验教学中心实验报告化学测量化学测量与计算实验Ⅱ实验名称：溶液法测定极性分子的偶极距学生姓名：学号：院（系）：年级：级班指导教师：研究生助教：实验日期：2017.05.交报告日期：2017.05.一、实验目的1.用溶液法测定正丁醇的偶极矩；2.了解偶极矩与分子电性质的关系；3.掌握溶液法测定偶极矩的实验技术。五、实验数据处理1.溶液的配制环己烷的摩尔质量为M环=84.16正丁醇的摩尔质量为M正=74.12计算可得，不同摩尔分数的正丁醇-环己烷溶液中，应加入正丁醇、环己烷的体积为：标号正丁醇摩尔分数x2正丁醇的体积（mL）环己烷的体积（mL）10.051.0723.9320.102.1522.8530.153.3621.6440.204.3720.632.计算C0、Cd以及各溶液的C溶，求出各溶液的介电常数实验数据记录如下：测量次数第1次第3次第3次平均值介电常数εC4.784.784.784.78C6.676.676.676.67C0.056.966.936.936.942.1610.106.967.407.377.242.3240.157.667.667.687.672.5520.208.278.248.188.232.855实验室温度t=25.2℃εC0=Cε各溶液的介电常数ε作ε由趋势线方程y=4.62x+1.8955可得ε所以，ε3.计算纯环己烷以及各溶液的密度，作ρ溶-x2数据记录如下：溶液环己烷x0.050.100.150.20m0(g)72.1203m1(g)76.5963m2(g)75.588975.502675.519775.523875.5407溶液密度ρ溶（g/cm0.772660.753440.757250.758160.76193根据公式ρ计算纯环己烷以及各溶液的密度，见上表。ρ溶~x2图ρρx由趋势线方程y=0.0528x+0.7511可得ρ所以，ρ4.作n溶-x2数据记录如下：折光率测量次数第1次第3次第3次平均值x0.051.42281.42271.42261.42270.101.42101.42101.42091.42100.151.41941.41951.41941.41940.201.41821.41821.41821.4182n溶~xnnx由趋势线方程y=-0.0302x+1.4241可得所以，n5.将ε1、ερnαβγMM1.900.75111.42412.430.07030.021284.1674.12R=6.将P2∞T=t+273.25=25.2+273.15=298.35K六、实验注意事项1.每次测定前要用冷风将电容池吹干，并重测，与原来的值相差应小于0.05pF。严禁用热风吹样品室；2.测样时，操作应迅速，池盖要盖紧，防止样品挥发和吸收空气中极性较大的水汽。3.要反复练习差动电容器旋钮、灵敏度旋钮和损耗旋钮的配合使用和调节，在能够正确寻找电桥平衡位置后，再开始测定样品的电容。4.注意不要用力扭曲电容仪连接电容池的电缆线，以免损坏。七、思考与讨论正丁醇偶极矩的文献值为：1.66Debye，实验测定值为1.84Debye，因此实验测定存在一定的误差，有待改善。1．实验误差主要来源：（1）介电常数的测定时，测定介电常数的仪器稳定性较差，测量时由于环境的扰动，数据浮动较大；（2）溶质的挥发：由于正丁醇和环己烷都极易挥发，而在实验中很难避免不与空气接触，所以就会导致浓度发生改变；（3）密度的测量过程中，由于对比重管标记重合时的全性，产生误差；（4）溶液中溶质分子和溶剂分子以及溶剂和溶质各分子间相互作用的溶剂效应。改进办法是：浓度梯度变小，测多组的不同浓度下的数据，从而拟合得到更可靠的数据。2．配成稀溶液的原因：在无限稀释的非极性溶剂的溶液中，溶质分子所处的状态和气态时相近，于是无限稀释的溶液中就可以使用如下稀溶液的近似公式：ε从而可以推导出无限稀释时溶质的摩尔极化度及摩尔折射度的公式，最终得到永久偶极矩。实际上，平行板电容器内的分子实际受到多个力的作用，当溶液浓度较低时溶质分子彼此间的作用力以及溶剂与溶质的作用力可以忽略，从而可以用稀溶液的近似公式进