Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии для студентов заочного обучения технологических специальностей. Цыренова С.Б - 43 стр.

                                                       N Aα деф        N Aµ2
                                                a=                ;b =        ,
                                                         3ε 0          9ε 0 r

где ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, равная 8,85⋅10-12 Ф/м;
     αдеф - деформационная поляризуемость, состоящая из суммы электронной и атомной
поляризуемости;
     r - постоянная Больцмана, равная 1,38⋅10-23 Дж/К;
     М - молярная масса;
     ρ - плотность;
     NA - постоянная Авогадро.
     Зависимость П = f(1/Т) в координатах П и 1/Т является линейной. Из графика находят
тангенс угла наклона прямой к оси абцисс (т.е. к оси 1/Т). Он равен b. Тогда
                                     9ε 0 rb
                               µ=             = 1,34988 ⋅ 10 − 30 B.
                                      NA
     Задача 2. Для хлорбензола С6Н5Cl при Т = 283К экспериментально были найдены зна-
чения плотности ρ=1,118⋅103 кг/м3, показатели преломления n = 1,5248, относительной ди-
электрической проницаемости ε = 12,00. Определите: а) молярную поляризацию; б) моляр-
ную рефракцию; в) сравните значение молярной рефракции с рассчитанной по правилу адди-
тивности.
     Решение. Молярную поляризацию П для хлорбензола вычисляют по формуле
                                               ε −1 М
                                        П=             ,
                                               ε +2 ρ
где М - молярная масса хлорбензола, равная 112,563 кг;
                            12 − 1 112,563
                        П=                     = 79,108 ⋅ 10 − 3 м 3 / кмоль.
                           12 + 2 1118
                                   ,    ⋅ 10 3
       Определяем молярную рефракцию по формуле:
                                              n2 − 1 M
                                       R= 2            ,
                                              n +2 ρ

                                     1,5248 2 − 1 112,563
                             R=                               = 30,845 ⋅ 10 − 3 м 3 / кмоль .
                                     1,5248 2 + 2 1118
                                                   .   ⋅ 10 3
       Определяем молярную рефракцию по атомным рефракциям и инкрементам связей
(см. табл.1 приложения):
RC6 H5Cl = 6 RC + 5R H + RCi + Rдв .св = ( 6 ⋅ 2 ,418 + 5 ⋅ 1,100 + 5,967 +
+ 3 ⋅ 1,733) ⋅ 10 − 3 = 30,174 ⋅ 10 − 3 м 3 / кмоль.
        Расчет показывает достаточное совпадение величин, так как расхождение составляет
2,2%.
     Задача 3. По известным значениям показателей преломления n1 и n2 хлороформа и
хлорбензола при 293К, плотностей чистых жидкостей ρ1 и ρ2, показателя преломления n и
плотности ρ раствора определить концентрацию хлороформа в растворе:
                     Вещество                           СНСl3              C6H5Cl          Раствор
                     n                                  1,4457             1,5248           1,4930
                     ρ⋅10-3, кг/м3                       1,488              1,110            1,260
     Решение. Примем, что концентрация по массе хлороформа х%. Тогда концентрация
хлорбензола будет (100-х)%. Подставляя численные значения в уравнение
                               n12 − 1 g1 n22 − 1 g2   n2 − 1 g
                          gr = 2         +           =          ,
                               n1 + 2 ρ1 n22 + 2 ρ2 n 2 + 2 ρ
где r - удельная рефракция, индекс 1 относится к хлороформу, индекс 2 - к хлорбензолу;