溶液法测定偶极矩共30页
溶液法测定极性分子的偶极矩
测定精度较高
通过精确测量溶液的折射 率和电导率等参数，可以 获得较为准确的偶极矩值。
缺点
受溶液浓度影响
01
溶液法测定偶极矩时，结果会受到溶液浓度的影响，需要严格
控制溶液的浓度和纯度。
对测量仪器要求高
02
为了获得准确的测量结果，需要使用高精度的测量仪器，如电
导率计、折射仪等。
对实验条件要求严格
03
溶液法测定偶极矩需要在恒温、恒压的条件下进行，实验条件
为了更好地了解分子间的相互作用和分子结构与性质的关系，未来研究 将更加注重多尺度测量方法的发展，以实现从原子、分子、到宏观尺度 多层次的测量和分析。
新型实验设备与技术
随着实验设备和技术的发展，未来溶液法测定极性分子偶极矩的研究将 更加注重新型实验设备与技术的应用，以推动研究工作的深入开展。
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分子光谱学研究
偶极矩对分子的电子结构和光谱性质有重要影响，通过溶液法测定偶极矩，可以深入理 解分子的光谱行为。
在物理研究中的应用
电磁学研究
偶极矩是电磁学中重要的物理量，通过溶液法测定偶极矩， 可以研究分子的电磁性质和行为。
表面物理和界面物理
在表面物理和界面物理研究中，溶液法测定偶极矩可以揭示分 子在表面或界面上的取向和排列，有助于理解表面和界面现象
02 溶液法测定偶极矩的实验 方法
实验准备
准备实验器材
包括磁力搅拌器、电导率计、电 极、电解槽等。
准备实验试剂
需要选择适当的电解质溶液，如 KCl、NH4Cl等，以及待测极性分 子。
实验环境要求
确保实验室温度、湿度适宜，避免 外界干扰因素对实验结果的影响。
实验步骤
溶液法测定偶极矩实验报告
溶液法测定偶极矩实验报告引言溶液法测定偶极矩是一种重要的实验方法，它可以用于研究分子的结构和电荷分布。
偶极矩是描述分子极性的物理量，通过测定溶液中分子的电矩，我们可以得到重要的结构信息。
本实验旨在通过溶液法测定偶极矩，探究分子的电荷分布和极性。
实验原理溶液法测定偶极矩的原理是基于电荷的分布和分子极性的关系。
对于一个带有正负电荷的分子，它会形成一个偶极矩。
偶极矩的大小与电荷的量和位置有关，可以用数学公式表示为：μ=Q⋅d其中，μ表示偶极矩，Q表示电荷的量，d表示电荷之间的距离。
在溶液中，如果溶质分子是极性的，那么它会和溶剂分子之间形成静电相互作用力，使得极性分子在溶液中呈现偶极矩的状态。
同时，溶液中的温度和压力变化也会对溶液中的偶极矩产生影响。
实验步骤1.准备实验所需的溶液：选择适当的溶剂和溶质，按照一定的比例将它们混合在一起，制备出所需要的溶液。
2.使用测定装置：将制备好的溶液倒入测定装置中，确保装置密封良好，避免溶液的挥发和外界干扰。
3.测定溶液的电矩：通过测量溶液中的电矩大小，可以间接得到分子的电荷分布和偶极矩的大小。
常用的测定方法有介电质测定法、电容测定法等。
4.记录实验数据：将测得的电矩数值记录下来，以备后续的数据分析和处理。
实验结果分析1.通过测量不同浓度的溶液的电矩值，可以观察到电矩与溶液浓度之间的关系。
一般情况下，溶液浓度越高，分子之间的作用力越强，电矩值也越大。
2.分析不同溶液中的分子结构和电荷分布，可以进一步研究溶液的偶极矩与分子结构之间的关系。
通过对比不同分子的电矩数值，可以得到分子的相对极性大小。
结论通过溶液法测定偶极矩的实验，我们可以得到分子的偶极矩数值，并进一步研究分子的极性和电荷分布。
溶液法测定偶极矩是一种重要的实验方法，它对于了解分子的结构和性质具有重要意义。
我们可以通过实验数据的分析和处理，得到有关分子结构和偶极矩的重要信息，为相关研究提供支持和依据。
参考文献1.XYZ. (2010). Solution-phase measurement of dipole moments. Journalof Molecular Science, 10(2), 100-120.2.ABC. (2005). Theoretical analysis of dipole moments in solution.Journal of Physical Chemistry, 50(3), 200-220.3.DEF. (2012). Experimental techniques for measuring dipole momentsin solution. Analytical Chemistry Review, 15(1), 50-70.致谢感谢实验组的所有成员在实验过程中的辛勤努力和合作。
溶液法测定极性分子的偶极矩
溶液法测定极性分子的偶极矩偶极矩是描述分子极性程度的指标之一，在化学研究和生产中有着广泛的应用，如分子的结构确定、溶解度的计算、反应活性的预测等。
测定偶极矩的方法有很多种，其中一种重要的方法是溶液法测定。
本文将对溶液法测定极性分子的偶极矩进行详细介绍。
一、基本原理分子的偶极矩是描述分子极性和分子中心对称性的物理量，它是由分子中正、负电荷分布不均匀而引起的。
在外电场的作用下，极性分子会发生偶极矩与电场方向相同的取向，这种取向是分子能量最低的状态。
偶极矩p与电场强度E之间的关系可以用下式表示：p = kE式中k为比例常数，被称为偶极极化率。
偶极矩的单位通常是D (戴括林)。
1D = 3.336 × 10-30 库仑米。
在溶液中，极性分子会与分子间作用力相互作用，分子取向受到周围分子的干扰。
但是随着电场强度的增加，溶液中的极性分子的取向会出现相应的改变。
假设极性分子的取向只有二种取向，即与电场方向相同或相反，这种取向称为取向相干。
电场强度E的变化范围非常小，足以保证溶液中极性分子的取向相对稳定。
根据统计学原理，对于一大量具有取向相干的分子，它们的平均取向相同。
根据Maxwell-Boltzmann分布函数，溶液中分子的偶极矩分布在一个分子取向分布函数与电场强度之积的函数上。
分子取向分布函数可以表示为：f(θ) = sinθ e - (epE cosθ) / (kT)式中θ为分子的取向角度，ep为分子的偶极极化率，T为温度，k为玻尔兹曼常数。
二、实验步骤1. 准备溶液选择一个具有已知浓度的极性分子溶解于一个电介质中，制备极性分子溶液。
通常使用丙酮、正己烷、四氯化碳、氯仿等非极性溶剂溶解极性分子。
使用电介质可以基本消除电场强度产生的影响。
2. 进行偶极矩测定将溶液装入两个平行的电极板中。
两个电极板之间应保持足够的距离，使得在两板之间的电场强度趋于均匀。
控制电场强度E保持不变，并测量极间电位差V0。
溶液法测定偶极矩结构化学实验二
结构化学实验二溶液法测定极性分子的偶极矩一、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二、实验原理1.偶极矩与极化度两个大小相等方向相反的电荷体系的偶极矩定义为：μ=q d (1)极性分子在电场作用下极化程度可用摩尔定向极化度P定向来衡量：P定向=4/3πN A*μ02/(3kT)=4/9πN A*μ02/(kT) (2)极性分子所产生的摩尔极化度P是摩尔定向极化度、摩尔电子诱导极化度和摩尔原子诱导极化度的总和：P=P定向+P诱导=P定向+P电子+P原子(3)2. 溶液法测定偶极矩无限稀释时溶质的摩尔极化度的公式：P=P2∞=3αε1/(ε1+2)2* Μ1/ρ1+ (ε1-1)/(ε1+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1(9) 习惯上用溶质的摩尔折射度R2表示高频区测得的摩尔极化度，因为此时P 定向=0，P原子=0，推导出无限稀释时溶质的摩尔折射度的公式：P电子=R2∞=(n12-1)/(n12+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1+6n12Μ1γ/[(n12+2)2*ρ1] (13) 稀溶液的近似公式：ε溶=ε1(1+α* x2) (7)ρ溶=ρ1(1+β*x2) (8)n溶=n1(1-γ*x2) (12) 由P定向=P2∞-R2∞=4/9πN A*μ02/(kT) (14)得μ0=0.0128*[(P2∞-R2∞)*T]1/2 (D)(15)需测定参数：α，β，γ，ε1，ρ1 n1三、仪器和试剂仪器：阿贝折光仪1台；比重管1只；电容测量仪一台；电容池一台；电子天平一台；电吹风一只；25ml容量瓶4支；25ml、5ml、1ml移液管各一支；滴管5只；5ml针筒一支；针头一支；吸耳球两个试剂：正丁醇（分析纯）；环己烷（分析纯）；蒸馏水；丙酮四、实验步骤1.溶液的配制配制4种正丁醇的摩尔分数分别是0.05、0.10、0.15、0.20的正丁醇-环己烷溶液。
溶液法测定极性分子的偶极矩实验报告
结构化学实验报告——溶液法测定极性分子的偶极矩一、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2、实验原理1.偶极矩与极化度(1)两个大小相等方向相反的电荷体系的偶极矩定义为：(2)极化程度可用摩尔定向极化度P定向来衡量：P定向=4/3πNA*μ02/(3kT)=4/9πNA*μ02/(kT)(3)极性分子所产生的摩尔极化度P是摩尔定向极化度、摩尔电子诱导极化度和摩尔原子诱导极化度的总和：P=P定向+P诱导=P定向+P电子+P原子2.偶极矩的测定方法（溶液法测定偶极矩）(1)无限稀释时溶质的摩尔极化度的公式：P=P2∞=3αε1/(ε1+2)2 * Μ1/ρ1 + (ε1-1)/(ε1+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1(2)习惯上用溶质的摩尔折射度R2表示高频区测得的摩尔极化度，因为此时P定向=0，P原子=0，推导出无限稀释时溶质的摩尔折射度的公式：P电子=R2∞=n2-1/(n12+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1+6n12Μ1γ/[(n12+2)2*ρ1](3) 近似公式：ε溶=ε1(1+α* x2)ρ溶=ρ1(1+β*x2)n溶=n1(1-γ*x2)(4) 永久偶极矩的获得考虑到摩尔原子诱导极化度通常只有摩尔电子极化度的5%-15%，而且P定向又比P原子大得多，故常常忽略P原子，可得P定向=P2∞-R2∞=4/9πNA*μ02/(kT)μ0=0.0128*[(P2∞-R2∞)*T]1/2(5)介电常数的测定：用空气与一已知介电常数ε溶的标准物质分别测得电容C/空，C/标C/空=C空+Cd=C0+Cd C/标=C标+Cd则通过上两式可求得C0=（C/标-C/空）/（ε标-1） Cd=C/空-C0=C/空-（C/标-C/空）/（ε标-1）ε溶= C溶/ C0=（C/溶- Cd）/ C03、仪器和试剂仪器：阿贝折光仪1台；比重管1只；电容测量仪一台；电容池一台；电子天平一台；电吹风一只；25ml容量瓶4支；25ml、5ml、1ml移液管各一支；滴管5只；5ml针筒一支；针头一支；吸耳球一个；试剂：正丁醇（分析纯）；环己烷（分析纯）；蒸馏水；丙酮4、实验步骤1.溶液的配制配制4种正丁醇的摩尔分数分别是0.05、0.10、0.15、0.20的正丁醇-环己烷溶液。
大学物理化学实验报告-溶液法测定极性分子的偶极距
物理化学实验报告院系化学化工学院班级化学061学号13姓名沈建明实验名称 溶液法测定极性分子的偶极距 日期 2009.3.26 同组者姓名 史黄亮 室温 17.86℃ 气压 101.21kPa 成绩一、目的和要求1、了解偶极距与分子电性质的关系；2、掌握溶液法测定偶极距的试验技术；3、用溶液法测定乙酸乙酯的偶极距。
二、基本原理 1. 偶极矩和极化度分子的极性可以用“偶极矩”来度量。
其定义为（1）q 为正、负电荷中心所带电荷量，d 为正、负电荷中心距离。
是向量，其方向规定从正到负。
若将极性分子置于均匀电场E 中，则偶极矩在电场的作用下趋向电场方向排列，分子被极化，极化的程度可用摩尔转向极化度P 转向来衡量：（2）在外电场作用下，不论永久偶极为零或不为零的分子都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也辉因电场分布不均衡发生变形。
用摩尔变形极化度P 变形来衡量：P 变形 ＝ P 电子 ＋ P 原子 （3）分子的摩尔极化度：P ＝ P 转向 ＋P 变形 = P 转向 ＋P 电子 ＋P 原子 (4)dq μ⋅=24μP =πL 9kT转向μ该式适用于完全无序和稀释体系（互相排斥的距离远大于分子本身大小的体系），即温度不太低的气相体系或极性液体在非极性溶剂中的稀溶液。
在中频场中转向P = 0。
则P ＝P 电子 ＋P 原子 （5） 在高频场中原子P =0 则P ＝P 电子 （6） 因此，原则上只要在低频电场下测得极性分子的摩尔极化度P ，在红外频率下测得极性分子的摩尔诱导极化度诱导P ，两者相减得到极性分子的摩尔转向极化度转向P ，然后代人（2）式就可算出极性分子的永久偶极矩μ来。
2、极化度的测定首先利用稀溶液的近似公式()211x αεε+=溶 （7） ()211x βρρ+=溶 （8）再根据溶液的加和性，推导出无限稀释时溶质摩尔极化度的公式()11211112112022123lim 2ρβεερεαεM M M P P P x -⋅+-+⋅+===→∞ （9） 根据光的电磁理论，在同一频率的高频电场作用下，透明物质的介电常数ε与折光率n 的关系为 2n =ε 因为此时转向P = 0，原子P =0，则R 2 =电子P = ρMn n ⋅+-2122 （10） 在稀溶液情况下也存在近似公式()211x n n γ+=溶 （11）同样，从（9）式可以推导得无限稀释时溶质的摩尔折射度的公式 电子P ()122112111221212022621lim 2ργρβ++-⋅+-===→∞n M n M M n n R R x （12） 从（2）、（4）、（9）和（12）式可得转向P kTL RP22294μπ=-=∞∞ 即()m C TR P⋅-⨯=∞∞-22301004274.0μ3、介电常数的测定介电常数是通过测定电容计算而得。
童海港《溶液法测定极性分子的偶极矩》
童海港《溶液法测定极性分子的偶极矩》
本文介绍了溶液法测定极性分子的偶极矩的实验方法及实验原理。
首先，作者介绍了偶极矩的概念和意义，偶极矩是描述极性分子内部存在的极性程度的物理量，它可以描述分子中带电性的分布情况和分子中正负电荷的分离程度。
接着，作者介绍了偶极矩测定的方法，即溶液法。
溶液法是通过分析分子在溶液中的电性质来确定分子的偶极矩。
在实验中，首先需要选取适当的溶剂，使得被测物质在溶剂中可以较好地溶解，且分子量较小，具有较高的极性。
然后，通过测量被测物质与溶质溶液的电导率变化，来确定被测物质的偶极矩大小。
偶极矩的测定公式为：μ = (dkT/(3πηD))1/2其中，μ为偶极矩大小，d 为被测物质的平均距离，kT为玻尔兹曼常数乘以温度，η为溶剂的黏度，D为被测物质的扩散系数。
最后，作者还介绍了实验中需要注意的问题和应该注意的实验技巧，以保证实验的准确性和可靠性。
整篇文章语言简洁清晰，讲述了测定极性分子偶极矩的方法和原理，对于科研人员和学生进行实验时都有很大参考价值。
溶液法测定极性分子的偶极矩实验报告
溶液法测定极性分子的偶极矩实验报告实验目的：通过溶液法，测定几种不同溶液中极性分子的偶极矩。
实验原理：极性分子具有偶极矩，可以通过测量溶液中分子的导电性来间接测定分子的偶极矩。
在纯溶剂中，只有离子导电。
当有极性分子溶解在纯溶剂中时，由于溶质和溶剂分子之间的相互作用力，导致产生极性分子的偶极矩，导致溶液的电导率增加。
利用电导率与溶液浓度的关系，可以推算出溶液中极性分子的偶极矩。
实验仪器：1.导电仪2.溶液辅助电导池3.称量器4.温度计5.热水浴实验步骤：1.根据实验要求，依次称取不同浓度的溶液。
将每种溶液放入烧杯中，并用温度计测量溶液的温度。
2.将导电仪连接到溶液辅助电导池的两个电极上。
将电导池插入烧杯中的溶液，并确保电极完全浸入溶液中。
3.打开导电仪电源，进行零点校准，记录下零点电导率。
4.打开导电仪的电导率测量开关，开始测量溶液的电导率。
每隔一段时间记录一次电导率，直到电导率保持稳定。
5.重复步骤1-4，测量其他不同浓度的溶液的电导率。
实验数据处理：1.计算纯溶剂的电导率：根据零点电导率，计算出纯溶剂的电导率。
2.根据浓度和电导率的关系绘制标准曲线：以浓度为横坐标，电导率为纵坐标，绘制标准曲线。
3.通过标准曲线，计算每种溶液中极性分子的偶极矩。
实验结果：利用以上方法，我们测得了不同溶液中极性分子的偶极矩，并计算得出结果如下：1.溶液A：偶极矩为X库仑米。
2.溶液B：偶极矩为Y库仑米。
3.溶液C：偶极矩为Z库仑米。
实验讨论：通过实验结果可以看出，不同溶液中极性分子的偶极矩不同，这与溶质分子的结构和性质有关。
偶极矩是描述分子极性的重要物理量，通过测量溶液的电导率可以间接测定分子的偶极矩，为分子结构和化学性质的研究提供了重要方法。
实验结论：通过实验，我们成功测定了几种不同溶液中极性分子的偶极矩，并验证了溶液法测定极性分子偶极矩的可行性。
实验结果对于研究分子结构和化学性质具有一定的指导意义。
溶液法测定偶极矩
（3）由样品折光率计算样品质量组成 将测得的折光率求平均后平方，带入之前做出的标准曲线，即可得到样品的质量分数
J1 J2 n1 1.4534 1.4563 n2 1.4534 1.4562 n3 1.4534 1.4563 n4 1.4533 1.4564 n 1.4534 1.4563 2 ������ 2.112299 2.12081 W 0.035627 0.016192 （4）计算样品介电常数，做������ − ������图 J1 J2 C1′(pF) 8.51 8.01 C2′(pF) 8.51 8.01 C3′(pF) 8.5 8 ������ ′(pF) 8.507 8.007 C(pF) 6.386613 5.886613 ε (图中保 2.531076 2.332922 留四位)
折光率对浓度标准曲线
2.13 2.125 折 光 2.115 率 平 2.11 方 2 2.105 n 2.12 2.1203 2.1190 2.1146 2.1282 y = -0.437x + 2.127 R² = 0.963
2.1086
2.1 2.095 0 0.01 0.02 0.03 0.04
15 -1
10 -1
12
14 -1
p电子 R
n2 1 M n 2 2 （5）
因此，分别在低频和中频电场下测出分子的摩尔极化度，两者相减即可得到 P 转向，再由(3) 式计算 μ 。 通过测定偶极矩， 可以了解分子中电子云的分布和分子对称性， 判断几何异构体和分子 的立体结构。 所谓溶液法就是将极性待测物溶于非极性溶剂中进行测定， 然后外推到无限稀释。 因为 在无限稀的溶液中， 极性溶质分子所处的状态与它在气相时十分相近， 此时分子的摩尔极化 度就可视为(5)的 P。 在稀溶液当中，溶液的摩尔极化度 P 可用下式求出： （6） P P1 x1 p 2 x 2 （1-溶剂，2-溶质，x-摩尔分数）
溶液法测定偶极矩实验报告
溶液法测定偶极矩实验报告一、实验目的本实验旨在通过溶液法测定偶极矩，掌握溶液法测定偶极矩的基本原理和方法，并了解偶极矩的概念和性质。
二、实验原理1.偶极矩的概念偶极矩是描述分子中正负电荷分布不均匀程度的物理量。
在外电场作用下，分子会发生取向运动，其大小与外电场强度成正比，与分子内部结构有关。
2.溶液法测定偶极矩原理溶液法测定偶极矩是利用弱电解质在水中形成离子对时所产生的电导率变化来测定溶液中弱电解质或非电解质分子的偶极矩。
当外加电场作用于溶液中的分子时，其会发生取向运动，导致离子对之间距离的改变以及离子对自身结构发生变化，从而使得离子对之间的距离发生改变，进而影响其移动速率和导电性能。
3.实验步骤（1）准备好各种试剂和仪器。
（2）将分别称取一定量的苯酚和苯胺，加入去离子水中制备成浓度为0.1mol/L的溶液。
（3）分别将制备好的苯酚和苯胺溶液倒入两个电导池中，并加入电极。
（4）在测量前，先进行空白测量，记录下电导池内部的电导率值。
（5）在测量过程中，将外加电场强度保持不变，并记录下两个样品在不同电场强度下的电导率值。
三、实验结果通过实验测得，在不同外加电场强度下，苯酚和苯胺溶液的电导率随着电场强度增大而增大。
根据实验数据计算得到苯酚和苯胺的偶极矩分别为1.11D和1.97D。
四、实验分析从实验结果可以看出，当外加电场强度增大时，溶液中分子会发生取向运动，使得离子对之间距离改变，从而影响其移动速率和导电性能。
由此可见，在外界电场作用下，偶极矩能够产生明显的物理效应。
同时，通过对比两种溶液的偶极矩大小，可以看出苯胺分子中正负电荷分布不均匀程度更大，因此其偶极矩也更大。
五、实验误差与改进在实验过程中，可能存在如下误差：（1）电导池中可能存在杂质或气泡，影响电导率的测量准确性。
（2）外界环境温度和湿度等因素对实验结果的影响。
为了减小误差，可以采取以下改进措施：（1）在测量前应仔细清洗电导池，并排除其中杂质和气泡。
溶液法测定极性分子的偶极矩实验报告
溶液法测定极性分子的偶极矩实验报告溶液法测定极性分子的偶极矩实验报告引言：极性分子的偶极矩是描述分子极性程度的重要参数，对于化学反应和物质性质的研究具有重要意义。
本实验通过溶液法测定极性分子的偶极矩，探究溶液中分子间相互作用对偶极矩的影响，为进一步研究分子结构和性质提供了实验基础。
实验目的：1. 学习溶液法测定极性分子偶极矩的方法；2. 探究溶液中分子间相互作用对偶极矩的影响；3. 理解极性分子的偶极矩与分子结构和性质之间的关系。
实验原理：根据溶液法测定极性分子偶极矩的方法，我们可以通过测定溶液的电导率来间接推算出溶液中分子的偶极矩。
在实验中，我们使用电导率计测量不同浓度的溶液的电导率，并利用电导率与浓度的关系推算出溶液中分子的偶极矩。
实验步骤：1. 准备实验所需的溶液和仪器设备；2. 将待测溶液倒入电导率计中，记录下初始电导率；3. 逐渐加入纯溶剂，每次加入一定量后等待电导率稳定，记录下电导率；4. 根据浓度和电导率的关系，绘制电导率与浓度的曲线；5. 利用电导率与浓度的关系，推算出溶液中分子的偶极矩。
实验结果与分析：根据实验所得的数据，我们绘制了电导率与浓度的曲线，并通过曲线拟合得到了溶液中分子的偶极矩。
实验结果表明，溶液中分子的偶极矩与溶液的浓度呈正相关关系。
当溶液浓度较小时，分子间的相互作用较弱，偶极矩较小；而当溶液浓度较高时，分子间的相互作用增强，偶极矩也相应增大。
结论：通过溶液法测定极性分子的偶极矩实验，我们成功地测定了溶液中分子的偶极矩，并得出了偶极矩与溶液浓度的关系。
实验结果表明，溶液中分子的偶极矩受到分子间相互作用的影响，这为进一步研究分子结构和性质提供了实验基础。
实验总结：本实验通过溶液法测定极性分子的偶极矩，探究了溶液中分子间相互作用对偶极矩的影响。
实验结果表明，溶液的浓度与分子的偶极矩呈正相关关系。
通过本实验的学习，我们进一步理解了极性分子的偶极矩与分子结构和性质之间的关系，为后续的研究提供了基础。
溶液法测分子偶极距
溶液法测定极性分子的偶极矩Ⅰ、实验目的：（1） 了解偶极矩与分子电性质的关系； （2） 掌握溶液法测定偶极矩的实验技术; （3） 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩；Ⅱ、实验目的：偶极矩（μ）的概念来度量分子极性的大小：μ=q ·d 。
P 转向与永久偶极矩平方成正比，与热力学温度T 成反比。
在外电场的作用下产生的诱导极化：P 诱导=P 电子+P 原子。
如果在外加电场： P=P 转向+P 电子+P 原子极化度的测定：P=21+-εε·ρM稀溶液的近似公式：）1（21溶X +=αεε )1(21溶X +=βρρ 稀溶液的无限稀释公式：P=2311+εαε·11ρM+21+-εε·112ρβM -M 在高频率电场作用下，透明物质的介电常数：ε=n 2极化度：R 2=P 电子=ρmn n ∙+-2122n=n1（1+γχ2）故，无限稀释：R=121121)2(6ργ+M n n +212121+-n n ·112ρβM -M 偶极矩的测定：由于原子的极化度相当于电子的极化度5%—10%。
μ/（C ·m ）=0.04274×10-30T R P ）（22∞∞- （C ·m ）T 为开氏温度T ）R -P （128.00T ）R -p （L4k 9/2222∞∞∞∞=∙=πμDd 标、标C C +=C d 空、空C C C +=介电常数的计算：00C Cx x ==εεε Ⅲ、实验步骤：一、溶液的配制用称重法配制5种不同浓度（0.01979、0.05939、0.09903、0.1387、0.1784 g/cm 3） 的乙酸乙酯-四氯化碳溶液，分别盛于容量瓶中，控制乙酸乙酯的浓度在0.15左右，操作时应注意防止溶液和溶剂的挥发以及吸收较大的水汽，为此溶液配好后迅速盖好瓶塞，置于干燥箱中。
二折光率的测定在（25±0.1）℃条件下用阿贝折射仪测定四氯化碳及各组中所配溶液的折光率。
溶液法测定偶极矩
之间的关系式
P 1 M 2
⑷
式中，M为被测物质的摩尔质量，ρ是该物质的密度，ε 可以通过实验测定。
⑷式是假定分子之间无相互作用而推导得到的，适用于温度 较高的气相体系。然而测定气相的介电常数和密度，实验上困难 较大，某些物质甚至根本无法使其处于稳定的气相状态。因此后 来有人提出一种溶液法来解决这一困难。其基本思想是，在无限 稀释的非极性溶剂的溶液中，溶质所处的状态和气相时相近，于
常数x；作x—x2图，由直线斜率求出值。 （3）计算纯四氯化碳及各溶液的密度，作x—x2图，
由直线斜率求 值。 （4）作nx—x2图，由直线斜率计算 值。
. .
中心
化学
实 验教学
（5）将1、1、 和 值代入⑺式计算P2，单位为
cm3mol-1。
（6）将1、n1、 和 值代入⑾式计算R2，单位为
P2
31 (1 2)2
M1
1
1 1 1 2
M2
M1 1
⑺
上述⑸、⑹、⑺式中，s、s是溶液的介电常数和密
度，M2、x2是溶质的摩尔质量和摩尔分数，1、1和M1分别
是溶剂的介电常数、密度和摩尔质量，、是分别与s—x2
和 s—x2直线斜率有关的常数，我们称之为斜率因子。
分布电容，如大于先前测量，则电容池没有吹干，需重新
吹干。测试完毕，根据公式计算介电常数。
. .
中心
化学
实 验教学
（三）注意事项
1，在配溶液时，容量瓶必须干燥，且称重配置。
2，实验的过程中都要迅速盖好塞子或盖子，防止溶质和
溶剂的挥发，以免造成实验结果的偏差。
3，应用吹风机的冷风对电容池吹干，防止热风对温度变
溶液法测定极性分子的偶极矩
—— Dipole Moment of a Polar Molecule
化学系基础实验中心
目的要求
实验步骤 实验成败的关键
实验原理 注意事项 实验讨论
实验仪器
数据处理
思考题
一 目的要求
了解偶极矩与分子电性质的关系 掌握溶液法测定偶极矩的实验技术 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩
• 若将极性分子置于均匀的电场中， 则偶极矩在电场 的作用下会趋向电场方向排列。这是我们称这些分子 被极化了，极化的程度可用摩尔转向极化度（P转向） 来衡量 。
P转向
4 3
πL
μ2 3kT
4 9
πLμ2 kT（2） Nhomakorabea二 实验原理
当处于频率小于1010s-1的低频电场或静电场中，极性 分子所产生的摩尔极化度P是转向极化、电子极化和 原子极化的总和。
（8）
二 实验原理
3. 偶极矩的测定
考虑到原子极化度通常只有电子极化度的5%～15%， 而且P转向又比P电子大得多，故常常忽视原子极化度。
分子的永P转久向偶 极P2矩 R可2用 下94 π面L k简μT2 化式计算
9
μ 0.042741030 (P2 R2 )T C m 10
二 实验原理
1. 偶极矩与极化度
μ
d
• 1912年Debye提出“偶极矩”μ的概念来度量分子极 性的大小，其定义是：
μ=q·d
（1）
• 式中q为正、负电荷中心所带的电荷量；d为正、负 电荷中心间的距离；μ是一个矢量，其方向规定为 从正到负，数量级为10-30C·m。
二 实验原理
• 极性分子具有永久偶极矩，在没有外电场存在时，其 偶极矩的统计值为零 。
溶液法测定偶极矩
溶液法测定极性分子偶极矩实验报告一、实验目的1.测定乙酸乙酯在四氯化碳中的介电常数和偶极矩，了解偶极矩与分子电性质的关系。
2,测定某些化合物的折光率和密度，求算化合物、基团和原子的摩尔折光度，判断化合物的分子结构。
二、实验原理分子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成的。
分子呈电中性，但因空间构型的不同，正负电荷中心可能重合，也可能不重合，前者为非极性分子，后者称为极性分子，分子极性大小用偶极矩“来度量，其定义为"=qd (1)式中：a为正、负电荷中心所带的电荷虽，单位是C； d是正、负电荷中心的距离，单位是m。
“是偶极矩，单位是(SI制)库［仑］米(C-m)o而过去习惯使用的单位是德拜(D)：1D=1X 10-18静电单位・厘米=3. 338X1。
-%・m在不存在外电场时，非极性分子虽因振动，正负电荷中心可能发生相对位移而产生瞬时偶极矩，但宏观统计平均的结果，实验测得的偶极矩为零。
极性分子具有永久偶极矩，由于分子热的运动，偶极矩在空间各个方向的取向几率均等，统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的外电场中，分子将沿电场方向转动，同时还会发生电子云对分子骨架的相对移动和分子骨架的变形，称为极化。
极化的程度用摩尔极化度户来度量。
分子因转向而极化的程度用摩尔转向极化度户明来表示，因变形而极化的程度用摩尔变形极化度户安形来表示。
而户z 又由户5 (电子极化度)和户M (原子极化度)两部分组成，于是有P =尸“+尸”=尸“+ (尸叱+尸好)(2)户呻与永久偶极矩的平方口z的值成正比，与热力学温度T成反比：■ _ ］. 4 ”. NP啪-满'5 A 3kf⑶式中:乩为阿佛加德罗(Avogadro)常数：人为玻耳兹曼(Boltzmann)常数。
由于户在户中所占的比例很小，所以在不很精确的测量中订以忽略户时，(2)式订写成:P =Pm +户电干(4)只要在低频电场（u <101V）或静电场中，测得的是尸。
实验 稀溶液法测偶极矩
实验二十二稀溶液法测偶极矩一、目的要求1．用溶液法测定极性分子的偶极矩，了解偶极矩与分子电性质的关系。
2．掌握稀溶液法测定偶极矩的实验技术。
二、原理偶极矩是表示分子中电荷分布情况的物理量，它的数值大小可以量度分子的极性。
偶极矩是一个向量，规定其方向由正到负，定义为分子正负电荷中心所带的电荷量q与正负电荷中心之间的距离d的乘积：μ = q ² d(1)从分子的偶极矩数据的大小可以了解分子的对称性、空间构型等结构特征。
由于分子中原子间距离数量级是10-8cm，电子电量数量级是10-10静电单位，故分子偶极矩的单位习惯上用"德拜(Debye)"表示，记为D，它与国际单位库仑²米(c²m)的关系为：1D＝1³10-18静电单位²厘米＝3.336³10-30C²m (2)偶极矩的大小与配合物中的原子排列的对称性有关。
对于[M A2B2]或[M A4B2]型配合物，他们的反式构型应具有对称中心，其偶极矩为0或者比较小，而顺式构型要大得多。
应用这一方法的必要条件是配合物在非极性溶剂中要有一定的溶解度。
分子偶极矩通常可采用微波波谱法、分子束法、介电常数法等几种方法进行测量。
由于受仪器和样品的局限，前两种方法使用极少，文献上发表的偶极矩数据均来自介电常数法。
介电常数的测定又主要分频率谐振法和直接电容法，本实验采用小电容测量仪直接测溶液的介电常数--严格地从物理学的意义上讲是与真空相比的相对介电常数，同时也介绍谐振法的实验原理。
偶极矩理论最初由Debye于1912年提出，在Debye方程的理论体系中，通常采用溶液法，先将被测物质与非极性溶剂配制成不同浓度的稀溶液，再通过测量这些溶液的介电常数，折射率和密度来计算溶质分子的偶极矩。
对于由极性溶质和非极性溶剂所组成的溶液，Debye提出它的摩尔极化度公式为：(3)式中：P为摩尔极化度；M为分子量；X为摩尔分数；表示密度；符号下标l表示溶剂，2表示溶质，12表示溶液。
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16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃Leabharlann END溶液法测定偶极矩
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克