Часть IV (Молярная рефракция газообразного вещества)

Исходные данные к 4-ой части задания

Показатель преломления для желтой линии (λ =589Å) у водяного пара равен n_1.0002527; V₀ – молярный объем водяного пара (при температуре 0С и атмосферном давлении V₀ = 21,6·10^-3 м³/моль).

1. На основании исходных данных определите электронную поляризуемость молекулы воды, используя следующие соотношения:

R_М=( – 1)V₀=(N_А/ε₀)α_эл; R_М=( _ν – 1)V₀=(N_А/ε₀)_эл.вак[( + 2)/3]. Сравните полученное значение α_эл с величиной _{эл. вак}.

3. Контрольные задачи

1. Вычислите среднее значение поляризуемости молекулы метанола Н-СН₂-О-Н, если мольная рефракция R_M = 8,2310^-6 м³/моль, ₁  410^-30 м³, ₂  2,5610^-30 м³ и ₃  3,1410^-30 м³. Составляющие поляризуемости переведите в Клм²В^-1.

2. Вычислите мольную поляризацию Р_М и дипольный момент молекулы NH₃ при Т = 292 К, если А = 5,4510^-6м³, В = 1,5210^-2 м³, Р_М = А + В/Т.

3. Вычислите дипольный момент газообразного NH₃ при Т = 292К, если показатель преломления n_1,004, мольная поляризация Р_М = 57,610^-6 м³/моль.

4. Определите мольную рефракцию бензилового спирта С₆Н₅СН₂ОН и метилциклогексана СН₃СОСН(СН₂)₄, используя атомные рефракции, рефракции групп атомов, двойной или тройной связей, а также рефракции циклов:R_М(С)=2,41810^-6м³/моль, R_М(Н)=1,1010^-6м³/моль, R_М(О)=1,52510^-6 м³/моль.

5. Вычислите дипольный момент молекулы нитробензола C₆H₅NO₂ по данным зависимости диэлектрической проницаемости и плотности растворов нитробензола в бензоле от мольной доли N нитробензола при Т = 298 К, по показателю преломления и плотности чистого нитробензола:

N(C₆H₅NO₂)  , кг/м³

0,0312 2,98 885

0,0704 3,86 901

0,1028 4,64 914

Поляризация чистого бензола 26,610^-6 м³/моль, n_.D(298 К)1,5501,  (298 К)  1198,6 кг/м³).

6. Показатель преломления и плотность пропилового эфира хлормуравьиной кислоты при Т = 293 К соответственно равны 1,4035 и 1090 кг/м³. Определите молярную рефракцию и сопоставьте ее с рассчитанной по правилу аддитивности.

Для расчета молярной рефракции по правилу аддитивности используйте данные атомных рефракций: Cl – 5.96710^-6 м³/моль; С – 2,418 10^-6 м³/моль  4; Н – 1,10010^-6 м³/моль 7; О (карбонильный) – 2,211; О (эфирный) – 1,64310^-6 м³/моль.

7. По показателям преломления хлороформа и хлорбензола при Т = 293 К, плотностям чистых жидкостей, показателям преломления и плотности раствора определите концентрацию хлороформа в растворе.

n_.D , кг/м³

СНCl₃ ……………………………………… 1,4457 1488

С₆Н₅Cl ………………………………………1,5248 1110

Раствор………………………………………1,4930 1260

8. Коэффициент преломления газообразного хлора при Т=273К и Р = 1,0110⁵ Па равен 1,000773. Определите молярную рефракцию, считая газ идеальным.

9. Коэффициент преломления SO₂ при Т=273 К и Р =1,0110⁵ Па равен 1,000686. Определите молярную рефракцию, считая газ идеальным.

10. Показатель преломления газообразного ацетона при Т=273 К и Р = 1,0110⁵Па равен 1,00108. Определите молярную рефракцию и сопоставьте полученное значение с рассчитанным по правилу аддитивности.

11. По диэлектрической проницаемости и плотности бензола при температурах 283, 293, 303, 313 и 323 К (Кр. справ. физ.-хим. величин, 1983) определите молярную поляризацию бензола и его дипольный момент.

12. Вычислите дипольный момент хлорбензола С₆H₅Cl по данным зависимости диэлектрической проницаемости и плотности его растворов в бензоле от температуры и концентрации раствора. Сопоставьте найденную величину с приведенной в справочнике (Кр. спр. физ.-хим. величин, 1983).

13. Вычислите дипольный момент молекулы аммиака по данным зависимости поляризации газообразного аммиака от температуры:

Т, К ………. …..292,2 : 309 : 333 : 387 : 413 : 446

P_м, м³/моль…. 0,05757: 0,05500 : 0,05122: 0,04500: 0,04250: 0,03960

14. Вычислите P_м  для эфира по данным зависимости плотности и диэлектрической проницаемости растворов эфира в бензоле от концентрации (Т = 298 К):

Х(C₆Н₆) , кг/м³ 

1,00 873 2,282

0,45 830 2,713

0,50 788 3,183

0,25 746 3,691