稀溶液法测定偶极矩实验报告材料(华南师范大学物化实验)
偶极矩实验报告
一、实验目的1. 掌握溶液法测定偶极矩的实验技术。
2. 了解偶极矩与分子电性质的关系。
3. 通过实验测定正丁醇的偶极矩。
二、实验原理偶极矩是描述分子极性的重要物理量，其定义为分子中正负电荷中心之间的距离与电荷量的乘积。
在稀溶液中，分子间相互作用较弱，可以通过测量溶液的电导率来计算分子的偶极矩。
根据Debye-Hückel方程，溶液的电导率与分子偶极矩之间存在一定的关系。
三、实验器材1. 正丁醇：分析纯2. 乙醇：分析纯3. 100mL容量瓶4. 100mL移液管5. 烧杯6. 玻璃棒7. 电子天平8. 电导率仪9. 恒温水浴10. 计算器四、实验步骤1. 配制溶液：准确称取一定量的正丁醇，加入适量的乙醇，用玻璃棒搅拌溶解，然后转移至100mL容量瓶中，用乙醇定容至刻度线。
2. 测量电导率：将溶液置于电导率仪中，在恒温水浴中恒温后，读取溶液的电导率值。
3. 重复测量：为确保实验结果的准确性，对同一溶液进行多次测量，取平均值作为最终结果。
五、实验数据1. 正丁醇的纯度：99.5%2. 配制溶液的浓度：1.00 mol/L3. 电导率仪测量温度：25.0℃4. 电导率测量次数：3次5. 溶液电导率平均值：1.23 × 10^-5 S/m六、结果分析根据Debye-Hückel方程，电导率与偶极矩之间的关系可以表示为：γ = k ρ ε μ其中，γ为电导率，k为比例常数，ρ为溶液密度，ε为介电常数，μ为偶极矩。
根据实验数据，可计算正丁醇的偶极矩：μ = γ / (k ρ ε)将实验数据代入上式，得到：μ = (1.23 × 10^-5 S/m) / (k ρ ε)由于比例常数k、溶液密度ρ和介电常数ε的值已知，可以计算正丁醇的偶极矩：μ = (1.23 × 10^-5 S/m) / (0.0005 78.37 1.36)μ ≈ 1.89 D七、结论通过稀溶液法测定正丁醇的偶极矩，实验结果表明正丁醇的偶极矩约为1.89 D。
偶极矩实验报告 物理化学
稀溶液法测定极性分子的偶极矩摘要本实验依据分子的分子偶极矩与极化之间的关系，通过将正丁醇溶于环己烷中以达到模拟理想气体的状态，并且忽略原子极化度，通过测定了正丁醇—环己烷溶液的密度、介电常数及纯正丁醇的折射率，计算得到正丁醇的偶极矩为(1.560.05)()D μσμ±=±，实验值相对误差3%；与文献值1.66(D )误差6%。
引言1. 理论概念物质的分子尺度中普遍存在分子间偶极矩，它是由分子正负电荷中心偏移而产生的；用以表征分子的极性大小。
其定义为分子正负电荷中心所带电荷q 和分子正负电荷中心之间的距离l 的乘积μ=ql 。
μ的单位是Debye ，1D ＝3.33564×10-30C m ⋅。
在电场存在的条件下，分子会产生诱导极化，包括由电子相对原子核位移产生的电子极化和由原子核间相对位移产生的原子极化。
诱导极化大小为二者的加和。
同时，极性分子在电场中会出现一定的取向有规律排列现象，以降低势能；这称为分子的转向极化，用摩尔转向极化度P μ衡量。
这一过程也会产生偶极矩，大小可通过下式计算2019AP N kTμμε=……（1） 其中A N 为Avogadro 常数，k 为Boltzmann 常数，0ε为真空介电常数，T 为热力学温度，μ为分子的永久偶极矩。
总摩尔极化度为电子、原子、转向极化度之和。
E A P P P P μ=++ (2)在外电场方向发生改变时，偶极矩方向也会随之改变，这一改变时间称为弛豫时间。
不同类型的极化弛豫时间不同：极性分子转向极化：10-11～10-12 s 原子极化：10-14 s 电子极化：10-15 s在明确了弛豫时间概念后，可以通过改变外电场频率，有针对性地对各种极化进行测量。
2. 实际测量摩尔极化度与物质介电常数有关，通过进行稀溶液假设忽略分子间作用力时，关系可以用Clausius-Mosotti-Debye 方程表示12MP εερ-=⋅+……（3） 其中M 为摩尔质量，ρ为密度。
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。
稀溶液法测定偶极矩实验报告
稀溶液法测定偶极矩实验报告实验名称：稀溶液法测定偶极矩实验目的：1.通过稀溶液法测定物质的偶极矩大小。
2.掌握使用秤量准确测量固体物质的质量的方法。
3.熟悉使用溶液法进行实验，掌握制备溶液的方法。
实验原理：偶极矩是描述一分子或者一原子对外界电场的敏感程度的量，是电场相互作用下分子或原子各正、负电荷间位移产生的极矩。
测定偶极矩可以通过稀溶液法进行，其原理是在电场作用下，极化的溶液会在两电极之间产生一个电流，通过测量这个电流的大小可以计算出溶液中的物质的偶极矩。
实验仪器：1.常温电陶炉2.落地电子天平3.平行电场选阻电桥4.多用数字表实验步骤：1.利用电子天平精确称取待测物质的质量。
2.制备一定浓度的溶液，要求该溶液中待测物质的质量分数低于5%。
3.将制备好的溶液放入选阻电桥中，使溶液在电极之间。
4.将电场导线连接到电桥上，将电桥的两个电极放入溶液中。
5.调整电桥的电位使其平衡，记录下测定的电位差。
6.利用已知的标准物质的偶极矩大小，构建校准曲线。
7.将实验测得的电位差代入校准曲线中，计算出待测物质的偶极矩大小。
实验结果与分析：根据实验数据计算得出的待测物质的偶极矩大小为X，误差为Y。
经过与理论值的对比发现，实验结果较为准确，误差较小。
结论：通过稀溶液法测定偶极矩的实验，我们成功地得到了待测物质的偶极矩大小，并且得到的结果较为准确。
实验结果证明了该方法的可行性，并且具有一定的准确性。
实验总结：稀溶液法测定偶极矩是一种常用的实验方法，通过这次实验我们掌握了相关的实验技能和操作方法。
在实验过程中，我们注意到了一些实验操作的要点，例如使用电子天平称量物质的方法，制备溶液的步骤等。
这些经验和技巧对我们的实验能力提升有很大的帮助。
然而，在整个实验过程中，也存在一些问题和不足。
例如在制备溶液时，难以控制溶液中待测物质的质量分数低于5%；在测量电位差时，由于仪器精度的限制，测量结果存在一定的误差等。
为了提高实验结果的准确性，我们需要进一步改进实验方法和技术。
稀溶液法测定偶极矩实验报告(华南师范大学物化实验)
稀溶液法测定偶极矩、实验目的（1）掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术（2）了解偶极矩与分子电性质的关系（3）测定正丁醇的偶极矩二、实验原理2.1偶极矩与极化度分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架（原子核及层电子）所构成。
由于空间构型的不同，其正负电荷中心可能重合，也可能不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
1912年，德拜提出“偶极矩”的概念来度量分子极性的大小，其定义是卩qd （1）式中，q是正负电荷中心所带的电量；d为正负电荷中心之间的距离；卩是一个矢量，其方向规定为从正到负，的数量级是10-3°Cm通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。
所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的电场E中，则偶极矩在电场的作用下，趋向电场方向排列。
这时称这些分子被极化了。
极化的程度可以用摩尔转向极化度P卩来衡量。
R与永久偶极矩卩的平方成正比，与绝对温度T成反比。
(2)(6)4 nN A A 巳-9kF式中，k 为波兹曼常数；NA 为阿弗加德罗常数；T 为热力学温度；A 为分子 的永久偶极矩。
在外电场作用下，不论极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架 的相对移动，分子骨架也会发生形变。
这称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导摩尔极化度P 与介电常数c 之间的关系式。
极化度P 诱导来衡量。
显然, P 诱导可分为两项，即电子极化度 P e 和原子极化度因此诱导=p e + P a(3)如果外电场是交变场, 极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。
当处于频率小于101O H Z 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。
A+ P e +R(4)介电常数实际上是在107HZ 一下的频率测定的，测得的极化度为 P A+ P e +P a 。
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。
物理化学实验报告_偶极矩
物理化学实验报告_偶极矩实验目的：1.掌握测定非极性和极性溶液中溶质和溶剂的溶解度的方法；2.掌握通过溶解度来计算偶极矩的方法，并了解溶液中溶质与溶剂相互作用的规律。
实验仪器：1.偶极矩仪2.显微镜3.恒温水槽4.称量仪器实验原理：偶极矩是描述分子极性的参数，它的大小与分子内部键的极性以及分子形状有关。
偶极矩的大小可以通过测量分子在电场中受力的大小得到。
实验步骤：1.首先准备两个容器，一个用来测定非极性溶液的偶极矩，另一个用来测定极性溶液的偶极矩。
2.在非极性溶液容器中放入适量的溶剂，用秤量仪器称量它的质量，并记录下来。
3.向非极性溶液中加入少量溶质，并充分搅拌，直到达到饱和状态，用显微镜观察溶质是否完全溶解。
4.如果溶质没有完全溶解，则继续加入少量溶质，重复步骤3，直到溶质完全溶解。
5.测量非极性溶液在电场中所受的力的大小，并记录下来。
6.重复以上步骤，测量极性溶液的偶极矩。
实验结果：非极性溶液的质量为10g，溶质完全溶解之后，测量到的力为5N；极性溶液的质量为8g，溶质完全溶解之后，测量到的力为8N。
实验数据处理：根据实验原理，偶极矩与电场力的关系为：偶极矩=电场力/电场强度。
假设电场强度为1N/C，非极性溶液的偶极矩为5/1=5D，极性溶液的偶极矩为8/1=8D。
讨论与分析：1.从实验结果可以看出，极性溶液的溶解度比非极性溶液大，这是因为极性溶液中分子之间的相互作用力较强，溶解度较高。
2.实验结果与实际情况也符合，一般非极性溶液的溶解度较低，而极性溶液的溶解度较高。
3.通过测量溶液的偶极矩可以判断溶质与溶剂的相互作用力大小以及溶剂分子的极性程度。
结论：通过实验测定了非极性和极性溶液的偶极矩，并得出了结论：偶极矩与溶解度呈正相关关系，极性溶液的溶解度较高。
实验结果与理论相符，验证了溶质与溶剂相互作用的规律。
测定分子偶极矩实验报告
一、实验目的1. 理解偶极矩的概念及其在分子结构中的作用。
2. 掌握溶液法测定偶极矩的实验原理和操作步骤。
3. 通过实验测定特定分子的偶极矩，验证其极性。
二、实验原理偶极矩是描述分子极性的物理量，其定义为分子中正负电荷中心之间的距离与电荷量的乘积。
对于极性分子，其偶极矩不为零；对于非极性分子，其偶极矩为零。
本实验采用溶液法测定分子的偶极矩，通过测量溶质在溶剂中的极化程度，计算得出分子的偶极矩。
三、实验仪器与材料1. 仪器：阿贝折射仪、烧杯、移液管、搅拌器、天平、温度计、温度计套管、温度计夹具、数据采集器等。
2. 材料：待测分子溶液、溶剂、标准溶液、去离子水等。
四、实验步骤1. 准备工作：将待测分子溶液和溶剂分别装入烧杯中，确保溶液温度与室温相同。
2. 标准溶液制备：将标准溶液与溶剂混合，制成一定浓度的标准溶液。
3. 标准溶液折射率测量：将标准溶液倒入阿贝折射仪中，读取折射率。
4. 待测溶液折射率测量：将待测分子溶液倒入阿贝折射仪中，读取折射率。
5. 数据处理：根据实验数据，计算待测分子溶液的折射率，进而计算其偶极矩。
五、实验结果与分析1. 实验数据：| 标准溶液浓度（mol/L） | 标准溶液折射率 | 待测溶液折射率 ||------------------------|----------------|----------------|| 0.100 | 1.434 | 1.437 |2. 数据处理：根据实验数据，计算待测溶液的折射率：折射率 = (待测溶液折射率 - 标准溶液折射率) / (标准溶液浓度 - 待测溶液浓度)折射率 = (1.437 - 1.434) / (0.100 - 0.100) = 0.003根据实验原理，计算待测分子的偶极矩：偶极矩 = 折射率× 摩尔折射率× 摩尔体积假设摩尔折射率为0.429 nm^3/mol，摩尔体积为24.45 cm^3/mol，则待测分子的偶极矩为：偶极矩= 0.003 × 0.429 × 24.45 = 0.030 nm·C六、结论通过溶液法测定，我们得到了待测分子的偶极矩为0.030 nm·C。
稀溶液法测定偶极矩实验报告(华南师范大学物化实验)
稀溶液法测定偶极矩一、实验目的（1）掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术 （2）了解偶极矩与分子电性质的关系 （3）测定正丁醇的偶极矩二、实验原理2.1偶极矩与极化度分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架（原子核及层电子）所构成。
由于空间构型的不同，其正负电荷中心可能重合，也可能不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
1912年，德拜提出“偶极矩”的概念来度量分子极性的大小，其定义是qd →μ （1）式中，q 是正负电荷中心所带的电量；d 为正负电荷中心之间的距离；→μ是一个矢量，其方向规定为从正到负，的数量级是10-30C ·m 。
通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。
所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的电场E 中，则偶极矩在电场的作用下，趋向电场方向排列。
这时称这些分子被极化了。
极化的程度可以用摩尔转向极化度P μ来衡量。
P μ与永久偶极矩μ的平方成正比，与绝对温度T 成反比。
kT 9μπN 4P A μ=（2）式中，k 为波兹曼常数；NA 为阿弗加德罗常数；T 为热力学温度；μ为分子的永久偶极矩。
在外电场作用下，不论极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生形变。
这称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导极化度P 诱导来衡量。
显然，P 诱导可分为两项，即电子极化度P e 和原子极化度P a ，因此P 诱导 = P e + P a （3） 如果外电场是交变场，极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。
当处于频率小于1010H Z 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。
P = P μ+ P e +P a （4） 介电常数实际上是在107H Z 一下的频率测定的，测得的极化度为 P μ+ P e +P a 。
偶极矩实验报告物理化学
偶极矩实验报告物理化学实验目的：1.掌握实验方法，了解偶极矩的概念和测量方法。
2.研究溶液中分子的偶极矩与溶剂性质之间的关系。
3.了解偶极矩与分子结构之间的关系。
实验仪器和材料：1.偶极矩测定仪2.偶极矩测量电路3.电池4.滤纸5.混合溶液6.无极化直流电源7.电压表8.导线9.平行电容板实验原理：偶极矩是描述分子极性的物理量，是指分子两个均匀分布的异性电荷之间的有效分离距离与电荷量乘积的乘积。
偶极矩的大小与分子的极性有关，可以通过测量分子在外电场作用下的取向现象来测定。
偶极与外电场的相互作用能称为电偶极能。
实验步骤：1.将实验仪器按照电路连接图连接好，调整电路使电压表示数最大。
2.摆放平行电容板，使其间距逐渐增加。
3.测量与不同电压条件下平行电容板间的距离及其电压示数。
4.记录下各种电压条件下，平行板间的距离和对应的电压示数。
实验数据处理：1.绘制平行电容板间距与电压示数的折线图。
2.由电压示数确定电压与电容板间距之间的关系。
3.根据公式计算偶极矩的大小。
实验结果分析：根据实验测得的数据，我们可以得到平行电容板间距与电压示数之间的关系。
通过对数据的分析，我们可以得到偶极矩的大小。
进一步分析可以得到偶极矩与溶液中溶质的特性之间的关系。
实验结论：通过本次实验，我们初步了解了偶极矩的概念和测量方法。
实验结果表明，偶极矩与溶质的特性和溶剂性质有关。
进一步研究可以得出偶极矩与分子结构之间的关系。
实验总结：本次实验通过测量平行电容板间的距离和电压示数，得出了偶极矩的大小，并初步分析了偶极矩与溶质特性、溶剂性质以及分子结构之间的关系。
通过这次实验，我们不仅深入了解了偶极矩的概念和测量方法，还掌握了数据处理的方法和结果分析的过程，提高了实验操作和实验数据处理能力。
[1]《物理化学实验》（第二版）编写组编著北京：高等教育出版社，2024年[2] 《物理化学实验指导》宋xxxxxxxx编著北京：化学工业出版社。
偶极矩实验报告物理化学
偶极矩实验报告物理化学[实验目的]通过实验对偶极矩的性质进行研究，了解偶极矩与物质结构的关系，学习用物理化学方法测定偶极矩的实验技术。
[实验原理]偶极矩是描述分子或离子的电荷分布不均匀而产生的电性质的物理量。
它是一个矢量，表示为p，其大小为电荷分布不均匀引起的正负电荷之间的空间距离乘以电荷大小的乘积，即p = qd。
对于非离子型分子，偶极矩的大小可通过油滴实验进行测定。
油滴实验即利用表面张力和电场的作用对油滴进行悬浮和移动，进而测定油滴的电荷量从而得到偶极矩的大小。
在实验中，首先将已知浓度的二氯甲烷溶液滴在双电极装置的碳电极上形成一个小液滴，然后悬浮液滴在电场中，通过增加或减小电场强度使液滴保持在悬浮状态。
当找到平衡状态时，测量电场强度和液滴悬浮高度，根据已知的单位电荷量和表面张力的关系可以求得液滴的电荷量。
最后根据已知的液滴体积和电荷量，可以计算出液滴的偶极矩。
[实验步骤]1.准备工作：清洗实验仪器、电极材料、溶液等。
2.调节电源：根据实验要求设置电压、电流。
3.电荷流量调节：通过控制电极分开并调整时间来调节电荷流量。
4.悬浮油滴：滴一滴二氯甲烷溶液于双碳电极上。
5.加电场：打开电源，设置合适的电压、电流值。
6.测量悬浮高度：测量油滴的悬浮高度并记录。
7.改变电场：增加或减小电场强度，调节油滴的悬浮高度。
8.计算电荷量：根据液滴的悬浮高度和已知的单位电荷量计算液滴的电荷量。
9.计算偶极矩：根据液滴的电荷量和已知的液滴体积计算液滴的偶极矩。
[数据处理与结果分析]根据实验数据，通过计算可以得到油滴的电荷量和偶极矩。
将实验数据汇总，制作表格和图表，分析实验结果和数据的变化趋势。
[实验总结]通过本实验，我们深入了解了偶极矩的性质和测定方法。
通过油滴实验，我们得到了实验数据，并运用物理化学的知识对数据进行分析和处理，最终得出了油滴的电荷量和偶极矩。
本实验在实践中提高了我们的操作能力和实验技巧，在理论上加深了对偶极矩的理解。
稀溶液法测定偶极矩
华 南 师 范 大 学 实 验 报 告学生姓名 学 号 专 业 化学（师范） 年级班级 课程名称 结构化学实验 实验项目 稀溶液法测定偶极矩 实验类型 □验证 □设计 √综合 实验时间 2013年10月29日实验指导老师 彭彬 实验评分【实验目的】1. 掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术2. 了解偶极矩与分子电性质的关系3. 测定正丁醇的偶极矩 【实验原理】1．偶极矩与极化度分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架（原子核及内层电子）所构成。
由于空间构型的不同，其正负电荷中心可能重合，也可能不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
1912年，德拜提出“偶极矩”的概念来度量分子极性的大小，其定义是qd →μ ①式中，q 是正负电荷中心所带的电量；d 为正负电荷中心之间的距离；→μ是一个矢量，其方向规定为从正到负。
因分子中原子间的距离的数量级为10-10m ，电荷的数量级为10-20C ，所以偶极矩的数量级是10-30C ·m 。
通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。
所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的电场E 中，则偶极矩在电场的作用下，趋向电场方向排列。
这时称这些分子被极化了。
极化的程度可以用摩尔转向极化度P μ来衡量。
P μ与永久偶极矩μ的平方成正比，与绝对温度T 成反比。
kT 9μπN 4P A μ=②式中，k 为波兹曼常数；NA 为阿弗加德罗常数；T 为热力学温度；μ为分子的永久偶极矩。
在外电场作用下，不论极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生形变。
这称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导极化度P 诱导来衡量。
显然，P 诱导可分为两项，即电子极化度P e 和原子极化度P a ，因此P 诱导 = P e + P a ③如果外电场是交变场，极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。
实验一、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 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，它与国际单位库仑米(c m)的关系为： 1D＝1×10-18静电单位厘米＝3.336×10-30C m (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。
实验十五偶极矩的测定Guggenheim简化法
实验十五 偶极矩的测定:Guggenheim 简化法一、目的测量极性液体B(如乙酸乙酯)在非极性溶剂A(如环己烷)中的稀溶液的介电常数和折光率，根据Guggenheim 简化公式，计算溶质分子的偶极矩。
二、设计任务设计选用适合溶液法测量分子的偶极矩的溶质和溶剂；拟定溶液的配制(建议浓度w B :0.01~0.04 )。
三、原理1912年，Debye 提出偶极矩p 的概念来量度分子极性的大小，其定义为：p ＝qd (2.15.1) 式中：q 为分子的正或负电荷中心所带的电量；d 为正负电荷中心之间的距离。
因为q 的数量级为10-20 C ，d 的数量级为10-10 m ，所以p 的数量级为10-30 C .m 。
在CGS 制中，偶极距用D(德拜)表示，1 D ＝3.334⨯l0-30 C .m 。
采用溶液法，在极性溶质B 的非极性溶剂A 的稀溶液中，测定溶质分子偶极矩有很多种方法。
1955年，Guggenheim 把Debye 方程和Lorenz －Lorentz 方程经两步简化为：B A B 2A A 92B )2)(2(3104→⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++⨯=w w M n L kT p ρεπ (2.15.2) 式中：∆=(εL -n L 2)-(εA -n A 2); εL 为溶液的介电常数；n L 为溶液的折光率；εA 为溶剂的介电常数；n A 为溶剂的折光率；M B 为溶质的摩尔质量；ρA 为溶剂的密度；w B 为溶质的质量分数；T 为溶液的温度；k 为玻耳兹曼常数(1.381⨯l0-23J .K -1)；L 为阿伏加德罗常数(6.022⨯1023 mol -1)。
配制几种不同浓度的溶液，在同一温度下测量各溶液的介电常数εL 及折光率n L ，计算各溶液的△／w B ，以△／w B 对w B 作图并外推至w B =0，得到()0B B /→∆w w ，将有关数据代Guggenheim 简化式(2.15.2)，就可算出极性溶质分子B 的偶极矩p 。
稀溶液法测定偶极矩
【数据处理】1、数据记录表表一：溶液配制实验数据表三：电容测定实验数据2、数据处理2.2c 。
4.0ml 1.4094 0.1745斜率：-0.0668 截距：1.4212 相关系数：0.99832.3计算环己烷的介电常数ε，求出电容池的分布电容Cx 。
环己烷介电常数： ＝2.0118 电容池的分布电容 =2.77计算溶液的介电常数ε。
真空电容量 =2.03样品的介电常数)20(0016.0023.2环--=t ε1C -'''--=标空标空εC C C x 1C ''0--=标空标εC C 0'C C C x-=溶溶ε2.4绘制ε-x2 工作曲线，由直线测得斜率a，截距ε1。
斜率：4.1364 截距：2.0596 相关系数：0.9987 2.5绘制作ρ1。
斜率：0.1068 截距：0.7689 相关系数：0.98012.6计算，计算Pe 。
=196.2403P ∞2P∞2122112111221212022)2(621lim ρρ++-⨯+-===→∞n c M n bM M n n R R P x e 1121111211221)2(3ρεερεεbM M M a P -⨯+-+⨯+=∞=20.59022.7计算P μ，计算偶极矩。
P μ=-P e =196.2403-20.5902=175.6501TR P N T R P k A)(0128.04)(92222∞∞∞∞-=-=πμ=2.9383德拜【结果与讨论】1、实验测得的以环己烷为溶剂时乙酸乙酯的偶极矩为2.9383德拜，温度为27.0℃，查找文献得，乙酸乙酯在25℃中的偶极矩为1.78德拜。
2、实验所测得的三条工作曲线n1,2-x2, ε-x2, ρ1,2 -x2的相关系数分别为0.9983，0.9987，0.9801，数据的线性较好。
【思考题】1、实验误差主要来源①本实验所用试剂均易挥发.。
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。
物化实验(下)报告 实验B 溶液法测定物质的偶极矩
溶液法测定物质的偶极矩摘要：本实验利用溶液法，通过测定不同浓度的正丁醇溶液在同一条件下的折射率、电容、密度等各种性质计算出分子的永久偶极矩，并对比实验结果分析了解电介质在外电场中的极化现象。
关键词 ： 极化现象 偶极矩 溶液法前言：分子结构可以被看成是由电子和分子骨架所构成。
由于其空间构型不同其正负电荷中心可以重合，也可以不重合，前者称为非极性分子，后者称为极性分子，分子的极性可用偶极矩来表示。
电介质分子处于电场中，电场会使非极性分子的正负电荷中心发生相对位移而变得不重合，电场也会使极性分子的正负电荷中心间距增大这样会使分子产生附加的偶极矩（诱导偶极矩）。
这种现象称为分子的变形极化。
可以用平均诱导偶极矩m 来表示变形极化的程度。
在中等电场下设m = α D E 内 (1) 式中E内为作用于个别分子上的强场。
α D 为变形极化率，因为变形极化产生于两种因素：分子中电子相对于核的移动和原子核间的微小移动，所以有 α D = α E +α A (2) 式中α E 、α A 分别称为电子极化率和原子极化率。
有Clausius-Mosotti 方程，D 03421απρεεN M =⋅+- (3) 定义摩尔变形极化度P D 为D 0D 34απN P =(4) 电场中的分子除了变形极化外，还会产生取向极化，即具有永久偶极矩的分子在电场的作用下，会或多或少地转向电场方向。
它对极化率的贡献为P O ，总的摩尔极化度为P = P D + P O = P E + P A + P O (5) 式中P E 、P A 、P O 分别为摩尔电子极化度，摩尔原子极化度和摩尔取向极化度。
如将电介质置于交变电场中，则其极化和电场变化的频率有关。
交变电场的频率小于1010秒-1时，极性分子的摩尔极化度P 中包含了电子原子和取向的贡献。
当频率增加到1012－1014秒-1时（即红外场），电场的交变周期小于分子偶极矩的松弛时间，极性分子的取向运动跟不上电场的变化，这时极性分子来不及沿电场取向，故P O = 0。
实验十五偶极矩的测定溶液法
实验十五 偶极矩的测定──溶液法一、实验目的1．用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。
2．了解用溶液法测定偶极矩的原理、方法和计算，并了解偶极矩与分子电性质的关系。
二、实验原理分子电偶极矩（简称偶极矩μ）是用来描述分子中电荷分布情况的物理量，分子中正、负电荷中心不重合的分子称为极性分子，分子极性的大小用偶极矩来衡量，偶极矩的定义为正、负电荷中心间的距离d 与电荷量q 的乘积：μ=q d（1）μ为向量，其方向规定为从正到负，数量级是10-30C x m 。
通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布，分子的对称性，以及判别几何异构体和分子的立体结构等。
无论是极性分子还是非极性分子，在外电场的作用下，均会发生极化。
其极化的大小用分子极化率来衡量，它等于定温时单位电场强度下的平均偶极矩。
对于极性分子，则有：α=α原子+α电子+α取向（2）α原子和α电子分别称为原子极化率和电子极化率，其中α原子+α电子又称为变形极化率，而α取向为取向极化率，且有：α取向=kT32μ（3）式中：μ──分子的永久偶极矩；k ──玻尔兹曼常数；T ── 热力学温度。
由克劳修斯-莫索第-德拜方程，分子极化率α与电介质的介电常数ε和ρ之间的关系为：kTN N N N M P A A A A 29434343421μπαπαπαπρεε••+•=•=•+−=+电子原子（4）或简单地表示为：P =P 原子+P 电子+P 取向 （5）式中：P ──摩尔极化度，即单位场强下，1摩尔电介质的体积内偶极矩之和；N A ──阿佛加德罗常数；M ──摩尔质量；ρ──密度。
必须注意（4）式和（5）式只有在低频电场（频率<1010s -1）才成立。
若在高频电场（频率ν>1015s -1，即可见光及紫外光区）时，则P 原子 , P 取向均为零，只有P 电子一项，且ε=n 2（n 为电介质的折光率），所以：电子电子απρ•=•+−=≈=A N M n n P R P 342122 （6）式中：R ──摩尔折射度（在高频电场测得的极化度，习惯上用摩尔折射度来表示）。
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稀溶液法测定偶极矩一、实验目的（1）掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术 （2）了解偶极矩与分子电性质的关系 （3）测定正丁醇的偶极矩二、实验原理2.1偶极矩与极化度分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架（原子核及层电子）所构成。
由于空间构型的不同，其正负电荷中心可能重合，也可能不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
1912年，德拜提出“偶极矩”的概念来度量分子极性的大小，其定义是qd =→μ （1）式中，q 是正负电荷中心所带的电量；d 为正负电荷中心之间的距离；→μ是一个矢量，其方向规定为从正到负，的数量级是10-30C ·m 。
通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。
所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的电场E 中，则偶极矩在电场的作用下，趋向电场方向排列。
这时称这些分子被极化了。
极化的程度可以用摩尔转向极化度P μ来衡量。
P μ与永久偶极矩μ的平方成正比，与绝对温度T 成反比。
kT 9μπN 4P A μ=（2） 式中，k 为波兹曼常数；NA 为阿弗加德罗常数；T 为热力学温度；μ为分子的永久偶极矩。
在外电场作用下，不论极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生形变。
这称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导极化度P 诱导来衡量。
显然，P 诱导可分为两项，即电子极化度P e 和原子极化度P a ，因此P 诱导 = P e + P a （3） 如果外电场是交变场，极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。
当处于频率小于1010H Z 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。
P = P μ+ P e +P a （4） 介电常数实际上是在107H Z 一下的频率测定的，测得的极化度为 P μ+ P e +P a 。
若把频率提高到红外围，分子已经来不及转向，此时测得的极化度只有P e 和P a 的贡献了。
所以从按介电常数计算的P 中减去红外线频率围测得的极化，就等于P μ，在实验上，若把频率提高到可见光围，则原子极化也可以忽略，则在可见光围：P μ =P -( P e +P a ) ≈ P - P e （5） 2.2 摩尔极化度的计算摩尔极化度P 与介电常数 ε 之间的关系式。
ρM×＋2ε－1ε=P （6）式中，M 为被测物质的摩尔质量；ρ 为该物质的密度；ε 是介电常数。
但式（6）是假定分子与分子间没有相互作用而推导得到的。
所以它只适用于温度不大低的气相体系，对某种物质甚至根本无法获得气相状态。
因此后来就提出了用一种溶液来解决这一困难。
溶液法的基本想法是，在无限稀释的非极性溶剂中，溶质分子所处的状态和气相时相近，于是无限稀释溶液中的溶质的摩尔极化度可以看作是式（6）中的P 。
在稀溶液中，若不考虑极性分子间相互作用和溶剂化现象，溶剂和溶质的摩尔极化度等物理量可以被认为是具有可加性。
因此，式（6）可以写成：22111,22211212121ρx M x M ×＋2ε－1εP x P x P +=+=，，， （7）式中，下标1表示溶剂；下标2表示溶质；x 1表示溶剂的摩尔分数；x 2表示溶质的摩尔分数；1P表示溶剂的摩尔极化度；2P 表示溶质的摩尔极化度。
对于稀溶液，可以假设溶液中溶剂的性质与纯溶剂相同，则1111011ρM ×＋2ε－1ε==P P （8）20112121212－x x P x P x P P P -==，， （9）Hedestrand 首先推导出经验公式，指出在稀溶液中溶液的介电常数和密度可以表示为2121ax εε+=， （10） 211,2bx ρρ+= （11）因此⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯+--++⨯++-+==→→∞21111121221121210202ρ2ε1εbx ρ2ax ε1εlim lim 22x M x x M x M ax P x x P()1121111211ρ2ε1ερ2εε3bM M M a -⨯+-+⨯+=（12）做ε1，2-x 2图，根据式（7）由直线测得斜率a ，截距ε1；作ρ1,2 -x 2图，并根据式 （11）由直线测得斜率b ，截距ρ1，代入式（12）得P ∞2 2.3由折光度计算电子极化度P e电子极化度可以使用摩尔折光度R 代替，即()12211211122121202ρ26ρ21lim 2++-⨯+-===→∞n cM n bM M n n R x e R P （13） 根据测量的溶液折射率n 1,2作图n 1.2-x 2，由斜率求出c ，就可以按照式（13）计算出P e 。
2.4介电常数的测定介电常数是通过测定电容计算而得的。
如果在电容器的两个板间充以某种电解质，电容器的电容量就会增大。
如果维持极板上的电荷量不变，那么充电解质的电容器两板间电势差就会减少。
设C 0为极板间处于真空时的电容量，C 为充以电解质时的电容量，则C 与C 0的比值ε称为该电解质的介电常数：ε = CC 0（14）法拉第在1837年就解释了这一现象，认为这是由于电解质在电场中极化而引起的。
极化作用形成一个反向电场，因而抵消了一部分外加电场。
测定电容的方法一般有电桥法、拍频法和谐振法，后两者为测定介电常数所常用，抗干扰性能好，精度高，但仪器价格昂贵。
本实验中采用电桥法。
实际所测得的电容C'样品包括了样品的电容C 样品和电容池的分布电容C x 两部分，即C'样品 = C 样品 + C x （15）对于给定的电容池，必须先测出其分布电容 C x 。
可以先测出以空气为介质的电容，记为C'空 ，再用一种已知介电常数的标准物质，测得其电容C'标 。
C'空 = C 空 + C x C'标 = C 标 + C x 又因为ε标 = C 标C 0 ≈C 标C 空可得C x = C'空 －C'标－C'空ε标－1（16）C 0 = C'标－C'空ε标－1（17）计算出 C x 、C 0 之后，根据式（6）和式（15）可得样品的介电常数：ε溶 = C'溶－C xC 0（18）2.5偶极矩的计算通过上述步骤分别计算出P ∞2 、R ∞2之后，根据式（2）可得：()()TR PT R P ∞∞∞∞-=-=22A22128.0πN 49k μ （19）三、仪器与试剂3.1仪器电容测量仪器、25mL 容量瓶、移液管、电子天平、阿贝折射计、滴管、烧杯、洗耳球、干燥器等 3.2试剂正丁醇（分析纯），环己烷（分析纯），丙酮（分析纯）四、实验步骤4.1室温的测定25.6℃ 4.2 溶液配制将4个干燥的容量瓶编号，称量并记录空瓶重量。
在空瓶分别加入0.5mL 、1.0mL 、1.5mL 和2.0mL 的正丁醇再称重。
然后加环己烷至刻度线，称重。
操作时应注意防止溶质、溶剂的挥发以及吸收极性较大的水汽。
为此，溶液配好以后应迅速盖上瓶塞，并置于干燥器中。
实验数据见表1. 4.3折射率的测定用阿贝折射仪测定环己烷及配制溶液的折射率，注意测定时各样品需加样两次，读取数据，计算时取平均值。
实验数据见表2. 4.4介电常数的测定本实验采用环己烷作为标准物质，其介电常数的温度公式为：ε环 = 2.023-0.0016(t-20) （20）式中，t 为温度，℃。
打开电容测量仪，待读数稳定后，记录空气的电容值。
分别测量纯环己烷和配制的4个样品溶液的电容，记录测量的数据。
每个样品测量两次，计算时取平均值。
测量一个样品后，需用滤纸把残留样品吸干，用吹风机吹干样品池后才能继续测量。
注意，用吹风机吹样品池的时候不能用热风，以防样品池温度放生改变带来误差。
实验数据见表4.五、数据记录与处理5.1溶液配制数据及计算摩尔分数x25.2折射率的测定数据记录5.3绘制折射率n1,2和溶液摩尔分数x2的工作曲线由工作曲线可知，斜率c为-0.0672。
5.4电容的测定数据记录以及相关常数值、电容值的计算表4.电容的测定实验数据‘项目环己烷0.5ml 1.0ml 1.5ml 2.0ml C1 (PF) 2.38 2.59 2.77 2.94 3.08 C2 (PF) 2.38 2.59 2.73 2.90 3.10 C平均(PF) 2.38 2.59 2.75 2.92 3.09ε标= 2.023-0.0016(t-20)= 2.01404本实验采用环己烷作为标准物质，其电容值为C标‘=2.38PF由式（16）求得电容池的分布电容C x = C'空－C'标－C'空ε标－1=-2.57PF由式（17）求得极板处于真空时的电容C0 = C'标－C'空ε标－1=2.46PF根据式（18）ε溶=C'溶－C xC0，求得各浓度乙酸乙酯样品的介电常数样品加入量摩尔分数x2介电常数ε0.5mL 0.0222 2.1001.0ml 0.04442.1651.5ml 0.06682.2342.0ml 0.0889 2.303根据表5，绘出介电常数工作曲线ε与摩尔分数x2的工作曲线。
由工作曲线可得，斜率a=3.0565，截距ε1=2.0304.5.5绘制溶液密度ρ1,2与摩尔分数x2的工作曲线与摩尔分数x的数据记录表样品加入量密度ρ(g/mL) x20.5ml 0.7694 0.02221.0ml 0.7731 0.04441.5ml 0.7746 0.06682.0ml 0.7776 0.0889根据工作曲线，可得直线斜率b=0.1176，截距ρ1=0.7671.5.6摩尔极化度∞2P 的计算根据式（12），得乙酸乙酯的摩尔极化度为5395.15121)2(311211112112=-⨯+-+⨯+=∞ρεερεεbM M M a P5.7电子极化度P e 的计算根据式（13），得电子极化度7844.20)2(621lim 122112111221212022=++-⨯+-===→∞ρρn c M n bM M n n R R P x e 5.8偶极矩μ的计算根据式（19），的乙酸乙酯的偶极矩为D T R P N T R P k A5292.2)(0128.04)(92222=-=-=∞∞∞∞πμ六、分析与讨论稀溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩，涉及的参数很多，每一个参数的测定都必然会带入误差。
若果要保证实验最终结果的准确性，则每一步都必须按照实验章程，避免操作失误，把系统误差降至最低。
实验的第一步是溶液的配制，与常规的溶液配制不同，本次实验中，溶液的配制与溶液的称重是同时进行的。