Refraktometria. sin β

Podobne dokumenty
POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Rentgenowska analiza fazowa jakościowa i ilościowa Wykład 9

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA METODĄ SZPILEK I ZA POMOCĄ MIKROSKOPU. Wprowadzenie. = =

Prawo odbicia i załamania. Autorzy: Zbigniew Kąkol Piotr Morawski

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

REFRAKTOMETRIA. 19. Oznaczanie stężenia gliceryny w roztworze wodnym

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Refraktometria. sin β sin β

WYKORZYSTANIE POMIARU REFRAKCJI MOLOWEJ DO BADAŃ FIZYKOCHEMICZNYCH (Pomiar refrakcji molowej i sprawdzenie jej addytywności)

2. Schemat ideowy układu pomiarowego

Błędy kwantyzacji, zakres dynamiki przetwornika A/C

POLITECHNIKA OPOLSKA

Politechnika Poznańska

WYKORZYSTANIE POMIARU REFRAKCJI MOLOWEJ DO BADAŃ FIZYKOCHEMICZNYCH (Refrakcja molowa a budowa związku chemicznego)

POMIARY KIERUNKÓW I WYZNACZENIE KĄTÓW POZIOMYCH

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Refrakcja roztworów dwuskładnikowych związków organicznych. opiekun: mgr K.

Badanie właściwości optycznych roztworów.

LABORATORIUM MODELOWANIA I SYMULACJI. Ćwiczenie 5

VII MIĘDZYNARODOWA OLIMPIADA FIZYCZNA (1974). Zad. teoretyczne T3.

Szereg geometryczny. 5. b) b n = 4n 2 (b 1 = 2, r = 4) lub b n = 10 (b 1 = 10, r = 0). 2. jest równa 1 x dla x = 1+ Zad. 3:

Modele tendencji rozwojowej STATYSTYKA OPISOWA. Dr Alina Gleska. Instytut Matematyki WE PP. 18 listopada 2017

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

Damian Doroba. Ciągi. 1. Pierwsza z granic powinna wydawać się oczywista. Jako przykład może służyć: lim n = lim n 1 2 = lim.

Ćwiczenie Nr 6 Skręcenie płaszczyzny polaryzacji

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

( 0) ( 1) U. Wyznaczenie błędów przesunięcia, wzmocnienia i nieliniowości przetwornika C/A ( ) ( )

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 2B, lato 2015/16

Temat: PRAWO SNELLIUSA. WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA W SZKLE I PLEKSIGLASIE.

LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, PROCESOWEJ I BIOPROCESOWEJ. Ćwiczenie nr 16

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1, zima 2016/17

Jednostki Ukadu SI. Jednostki uzupełniające używane w układzie SI Kąt płaski radian rad Kąt bryłowy steradian sr

LABORATORIUM METROLOGII

20. Oznaczanie stężenia acetonu w czterochloroetanie

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych (w zakresie materiału przedstawionego na wykładzie organizacyjnym)

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie momentu dipolowego cieczy polarnych. opracował dr P. Góralski

Cząsteczkę A dielektryka, otoczoną sąsiadami można traktować tak, jak gdyby znajdowała się w centrum wnęki kulistej rys. 1.

Równowaga reakcji chemicznej

Chemiczne metody analizy ilościowej (laboratorium)

Ćw. 20. Pomiary współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego

I. Podzielność liczb całkowitych

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 9 MARCA 2018 R.

Ćwiczenie Nr 8 Współczynnik załamania refraktometr Abbego

Chemia Teoretyczna I (6).

Stechiometria analiza elementarna

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

Rozpuszczalność gazów w cieczach. Prawo Henry ego

Model Bohra atomu wodoru

Podstawowe pojęcia optyki geometrycznej. c prędkość światła w próżni v < c prędkość światła w danym ośrodku

Skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła w cieczach (PF13)

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU.

KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I ELEKTROENERGETYKI

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU CZĘŚĆ (A-zestaw 1) Instrukcja wykonawcza

WYZNACZANIE ROZMIARÓW

IM21 SPEKTROSKOPIA ODBICIOWA ŚWIATŁA BIAŁEGO

sin sin ε δ Pryzmat Pryzmat Pryzmat Pryzmat Powierzchnia sferyczna Elementy optyczne II sin sin,

ANALIZA MATEMATYCZNA 1 (MAP 1024) LISTY ZADAŃ

PODSTAWY OPRACOWANIA WYNIKÓW POMIARÓW Z ELEMENTAMI ANALIZY NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Zapis równań reakcji chemicznych oraz ich uzgadnianie

(opracował Leszek Szczepaniak)

2 n < 2n + 2 n. 2 n = 2. 2 n 2 +3n+2 > 2 0 = 1 = 2. n+2 n 1 n+1 = 2. n+1

Ćw 1. Klinowe przekładnie pasowe podczas ich eksploatacji naraŝone są na oddziaływanie róŝnorodnych czynników, o trudnej do

TRANZYSTORY POLOWE JFET I MOSFET

Ćwiczenie 74. Zagadnienia kontrolne. 2. Sposoby otrzymywania światła spolaryzowanego liniowo. Inne rodzaje polaryzacji fali świetlnej.

Przejście światła przez pryzmat i z

Informatyka Stosowana-egzamin z Analizy Matematycznej Każde zadanie należy rozwiązać na oddzielnej, podpisanej kartce!

POMIAR WARTOŚCI SKUTECZNEJ NAPIĘĆ OKRESOWO ZMIENNYCH METODĄ ANALOGOWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁU

1. Granica funkcji w punkcie

Polarymetr. Ćwiczenie 74. Cel ćwiczenia Pomiar kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji w roztworach cukru. Wprowadzenie

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

Projekt z dnia r. Wersja 0.5 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia..

Stwierdzenie 1. Jeżeli ciąg ma granicę, to jest ona określona jednoznacznie (żaden ciąg nie może mieć dwóch różnych granic).

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

MATURA 2014 z WSiP. Zasady oceniania zadań

2. Podczas spalania 2 objętości pewnego gazu z 4 objętościami H 2 otrzymano 1 objętość N 2 i 4 objętości H 2O. Jaki gaz uległ spalaniu?

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2012/2013

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

TRANSPORT NIEELEKTROLITÓW PRZEZ BŁONY WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZALNOŚCI

A4.04 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

ELEKTROGRAWIMETRIA. Warunki jakie musi spełniać osad analitu na elektrodzie

ZADANIA - ZESTAW 2. Zadanie 2.1. Wyznaczyć m (n)

Teoria. a k. Wskaźnik sumowania można oznaczać dowolną literą. Mamy np. a j = a i =

1. WSPÓŁCZNNIK ZAŁAMANIA ŚWIATŁA ORAZ WSPÓŁCZYNNIK DYSPERSJI SZKŁA. a) Bezwzględny współczynnik załamania światła

Badanie kinetyki inwersji sacharozy

INSTRUKCJA NR 06-2 POMIARY TEMPA METABOLIZMU METODĄ TABELARYCZNĄ

I PRACOWNIA FIZYCZNA, UMK TORUŃ WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA RÓŻNICOWEGO

Płaskie układy obciąŝeń. Opis analityczny wielkości podstawowych. wersory. mechanika techniczna i wytrzymałość materiałów 1 statyka 2

BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ. Instrukcja wykonawcza

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Ćwiczenie nr 14. Porównanie doświadczalnego rozkładu liczby zliczeń w zadanym przedziale czasu z rozkładem Poissona

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 16 stycznia 2015 r. zawody II stopnia (rejonowe)

O1. POMIARY KĄTA GRANICZNEGO

Pytania do ćwiczeń na I-szej Pracowni Fizyki

Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD ELEKTROWNI I GOSPODARKI ELEKTROENERGETYCZNEJ

z przedziału 0,1. Rozważmy trzy zmienne losowe:..., gdzie X

Transkrypt:

Refraktometria Podstawy teoretycze Wielkością o dość duŝym zaczeiu idetyfikacji związków chemiczych jest współczyik załamaia światła zway iekiedy współczyikiem refrakcji. Współczyik załamaia światła jest zdefiioway jako stosuek siusa kąta padaia, do siusa kąta załamaia i jest dla daych ośrodków wielkością stałą zaleŝą od długości fali uŝytego światła i od temperatury. siα = = cost. si β oŝa rówieŝ wprowadzić zaleŝość: c = c gdzie c i c są prędkościami światła w ośrodku I i II, przy czym promień przechodzi z ośrodka I do II. Dla gazów współczyik załamaia światła podaje się w odiesieiu do próŝi, dla ciał stałych i cieczy współczyik refrakcji mierzy się w stosuku do powietrza. Pomiarów współczyika załamaia światła ie wykouje się w oparciu o jego defiicję (a więc o pomiar kąta padaia i załamaia), gdyŝ zaczie wygodiejszą od pomiaru wielkością jest tzw. kąt graiczy β gra, który związay jest ze współczyikiem załamaia światła astępującą zaleŝością: = si β gra Jeśli światło przechodzi z powietrza do badaej substacji, to wystarczy zmierzyć kąt graiczy tej substacji. Jeśli atomiast światło przechodzi p. z pryzmatu szklaego do badaej substacji to w oparciu o powyŝszy wzór otrzymalibyśmy współczyik załamaia badaej substacji względem szkła daego pryzmatu. hcąc otrzymać współczyik załamaia światła badaej substacji względem powietrza ( ) aleŝy w tej sytuacji skorzystać z zaleŝości: = si βgra - współczyik refrakcji drugiego ośrodka β gra - wartość graicza kąta w drugim ośrodku Badaia współczyika refrakcji zajdują zastosowaie zarówo w aalizie ilościowej (zaleŝość = f() rzadko jest liią prostą), jak rówieŝ do idetyfikacji związków chemiczych. Z zestawień tabelaryczych współczyików refrakcji dla róŝych związków widać jedak, Ŝe zmieiają się oe iewiele w zaleŝości od substacji i dlatego ich przydatość do idetyfikacji jest iewielka (raczej stosuje się jako sprawdzia czystości). Natomiast fukcje współczyika załamaia światła, takie jak dyspersja D = ( ) i refrakcji molowa lub właściwa róŝią się zaczie bardziej między sobą przy przejściu p. od substacji do substacji w szeregu homologiczym. Drogą rozwaŝań teoretyczych H.A. Lorez stwierdził, Ŝe wartość: R = + d - cięŝar cząsteczkowy substacji d - gęstość substacji R - zwaa refrakcją molową jest dla określoego połączeia chemiczego stała i iezaleŝa od temp (wyraŝoa w cm 3 ).

Na podstawie rozwaŝań sił działających a cząsteczkę w jakimś ośrodku moŝa otrzymać tzw. rówaie lausiusa-asittiego: E = 4 Π N α E + 3 E- stała dielektycza ośrodka α - polaryzowalość cząsteczki N - liczba Avogadro 4/3ΠN = P - polaryzacja molowa ałkowita polaryzacja składa się z polaryzacji elektroowej, atomowej i polaryzacji ustawieia. Jeśli cząsteczki zajdują się w polu elektromagetyczym o odpowiedio duŝej częstości zmia p. w przedziale światła widzialego, zaika polaryzacja ustawieia i atomowa i pozostaje tylko polaryzacja elektroowa jedyie powłoki elektroowe zdąŝą się przesuwać w takt zmia tego pola. oŝa rówieŝ wykazać, Ŝe polaryzowalość elektroowa cząsteczki rówa się w przybliŝeiu sześciaowi jej promieia: α e = r 3, a więc polaryzacja elektroowa P E wyraŝa się wzorem: E P E = = 4 3 Π r N E + d 3 4/3Πr 3 N - jest sumaryczą objętością własą cząsteczek w molu. Wziąwszy pod uwagę fakt, iŝ: E = Z tj. stała dielektrycza ośrodka iedipolowego rówa się kwadratowi ekstrapolowaej a fale ieskończeie długie wartości współczyika załamaia światła, otrzymuje ostateczie R Z, czyli refrakcję molową ekstrapolowaą a fali ieskończeie długiej: E R Z = = + d E + d Dla substacji iedipolowych jest to po prostu całkowita polaryzacja molowa, dla substacji zaś dipolwych jest to wartość molowej polaryzacji elektroowej P E, czyli w przybliŝeiu objętość własa cząsteczek w molu. Wartość refrakcji molowej bardzo wyraźie zaleŝy od budowy cząsteczki związku orgaiczego, a więc od składu empiryczego badaego połączeia, a takŝe od sposobu powiązaia atomów w cząsteczce. W szczególości obecość w cząsteczce wiązań podwójych, potrójych lub układu sprzęŝoych wiązań podwójych powoduje zacze i swoiste dla kaŝdego wymieioych typów wiązań odchyleia od wartości obliczoej a podstawie wzoru sumaryczego. Odchyleie to osi azwę ikremetu (dla wiązaia podwójego lub potrójego) względie egzaltacji (adwyŝka poad sumę ikremetów w przypadku wiązaia, sprzęŝoego). Zając, zatem wzór sumaryczy połączeia, a ie zając jego wzoru strukturalego, moŝa za pomocą pomiaru refrakcji molowej uzyskać iformację o obecości wiązań wielokrotych w cząsteczce. Iym zastosowaiem pomiarów refrakcji jest określeie składu mieszaiy. Dla roztworów refrakcja molowa moŝe być obliczoa jako suma udziałów refrakcji molowych poszczególych składików, jeŝeli oddziaływań i między imi są iezacze. Dla roztworu dwuskładikowego słusze są astępujące rówaia:

{ R, = R + R + = = + = +,, + + d, = + d + gdzie i są ułamkami molowymi składików roztworu. Wartości refrakcji atomowej grup są dołączoe a końcu istrukcji. Opis aparatury i metoda pomiaru + d Pomiary współczyika załamaia światła wykouje się a refraktometrze Abbego, schemat jego działaia poday jest a rys.. Rys. Schemat refraktometru Abbego. Promień świetly pada po odbiciu od lustra a pryzmat, załamuje się w warstwie cieczy badaej i astępie przechodzi przez drugi pryzmat 3, system optyczy 4, skrzyŝowae itki 5, wpada do okularu 6 i 7, w którym widzimy skrzyŝowae itki. Przez obrót pryzmatów zmieiamy kąt padaia od mometu, kiedy a skrzyŝowaiu itek, obserwowaych w okularze, pojawi się graica cieia. Zachodzi to dla kąta padaia rówego kątowi graiczemu. Wtedy przez lupę 8, sprzęgiętą a stałe z luetą główą, odczytujemy a skali 9 wartość współczyika. W refraktorze Abbego obudowa pryzmatów jest wykoaa tak, Ŝe zapewia utrzymaie w czasie pomiaru temperatury rówej 0 0, co uzyskuje się przez odpowiedie połączeie obudowy z termostatem, z którego doprowadza się ciecz opływającą pryzmaty. Wykoaie ćwiczeia Asystet podaje cięŝar cząsteczkowy składików I i II, oraz ich wzory sumarycze. Składiki te oraz ich mieszaia zajduje się w trzech butelkach. NaleŜy wykoać pomiary współczyików załamaia światła składików I i II oraz ich mieszaiy. Następie wykoujemy pomiary ich gęstości. W tym celu wykoujemy astępujące czyości: 3

a) waŝymy a wadze aalityczej pusty, czysty, suchy pikometr b) pikometr apełiamy wodą i waŝymy c) pilkometr apełiamy składikiem I i waŝymy d) pikometr apełiamy składikiem II i waŝymy e) pikometr apełiamy mieszaią składików I i II i waŝymy NaleŜy po kaŝdym pomiarze (z wyjątkiem pomiaru a) pikometr wyruszyć za pomocą dmuchaia feem, ie ogrzewać). Po waŝeiu wody pikometr przepłukać alkoholem metylowym, ale po waŝeiu substacji orgaiczych jest to zbytecze, gdyŝ z reguły są oe łatwo lote. Następie wykoać astępujące obliczeia: a) gęstość składika l i II oraz ich mieszaiy b) refrakcje molowe składików I i II a podstawie zmierzoych i d, oraz arysować wszystkie moŝliwe wzory tych składików i obliczyć refrakcje molowe jako sumy refrakcji atomowych odczytaych z tabeli. Ustalić wzory strukturale składików I i II. c) obliczyć ułamki molowe składików I i II w mieszaiie. UWAGA: Roztwory z butelek pobieramy za pomocą czystej i suchej pipetki. Roztwory po zwaŝeiu w pikometrze zlewamy z powrotem do odpowiedich butelek. Wzór sprawozdaia Numer mieszaiy: asa pikometru w [g] Gęstość d w [g/cm 3 ] pustego z H O z I z II z I + II H O I II I + II Współczyik załamaia światła I II I + II Refrakcja molowa dla składika I wyosi... Refrakcja molowa dla składika II wyosi... Podać wszystkie moŝliwe wzory strukturale dla składika I i II, wyliczyć dla ich refrakcje molowe z atomowych i porówać z refrakcjami molowymi. Na tej podstawie określić rodzaj składika I i II. Podać azwy tych związków. ieszaia zawierała: I... o ułamku masowym:... oraz II... o ułamku masowym... 4

Tabela. Refrakcje atomowe R a atomów (grup) wiązań dla liii D (5893A) widma sodowego. Lp. Rodzaje atomu (grupy) i wiązaia Symbol Ugrupowaia, w których atom występuje R a. Węgiel -- H H --, --H, --H, --H H,48. Wodór -H -H, O-H, H-H, S-H,00 3. hlor -l -l, O-l, S-l 5,967 4. Brom -Br -Br, O-Br, S-B 8,865 5. Jod -I -I, O-I, S-I 3,90 6. Tle karboylowy =O >=O, 7. Tle alkoholowy -O- -O-H,55 8. Tle eterowy -O- -O-,643 9. Siarka tiolowa -S- -S-H 7,690 0. Siarka tioeterowa -S- -S- 7,970 H. Azot ami I-rzędowych >N- -N,3 H. Azot ami II-rzędowych -N= H-N,50 3. Azot ami III-rzędowych N N -,840 4. Azot itro -N< O -N... O 5. Azot itrozo -N -N=O... 6. Grupa itrylowa -N - N 5,45 7. Grupa izoitrylowa -N -N= 6,36 8. Pierścień trójczłoowy 0,70 9. Pierścień czteroczłoowy 0,480 0. Pierścień bezoesowy 5,00. Wiązaie podwóje = >=<,733. Wiązaie potróje - -,336 5