Молекулярна рефракція. - раздел Философия, Тема 1. Введення в фізико-хімічні методи аналізу На Заряджені Частинки, Які Здійснюють Вимушені Коливання В Результаті Впливу ...
На заряджені частинки, які здійснюють вимушені коливання в результаті впливу світлової хвилі, впливають сусідні заряджені частинки – електрони і ядра інших атомів і молекул. Чим більше цих частинок в одиниці об'єму, тим помітніше позначається цей вплив. Це положення в найзагальнішому вигляді пояснює залежність показника заломлення від густини речовини. Ця залежність може бути виражена таким чином:
f(n)=r∙d
де r – коефіцієнт пропорційності, який називається питомою рефракцією.
Таким чином, не сам показник заломлення, але деяка функція від нього знаходиться в прямопропорційній залежності від густини речовини.
Для вираження функції f(n) і , відповідно, для розрахунку рефракції, було запропоновано декілька рівнянь. Найбільшого поширення набула теоретично обґрунтована формула Лоренца-Лорентца.
На підставі уявлень про поляризацію атомів і молекул речовини (діелектрика) в електричному полі можна прийти до висновків, що функція f(n) має вигляд:
f(n)=
тоді
= r∙d
звідки
r=∙
Це вираз для питомої рефракції носить назву формули Лоренца-Лорентца(розмірність питомої рефракції відповідає питомому об'єму, м3/кг). Питомий об'єм – об'єм одиниці маси речовини, величина обернена густині.
Якщо розглянути деякий коефіцієнт α, значення якого характеризує величину диполя, виникаючого в молекулі під впливом електричного поля, напруженість якого дорівнює одиниці (1 в/м), то виявляється, що для даної речовини з молекулярною масою М значення питомої рефракції прямопропорційне α:
де NA – число Авогадро.
Величина α залежить від природи речовини і називається поляризованістю. Поляризованість є характеристикою деформації молекул під дією електричного поля.
Множення питомої рефракції на молекулярну масу дає величину молекулярної рефракції Rв м3/кмоль:
R= r∙M=∙∙α
Після підстановки чисельних значень π і NA маємо:
R=2,52∙1024∙α
Таким чином, величина молекулярної рефракції визначається лише інтенсивністю поляризації молекул речовини і, залежить від її поляризованості α, яка визначається тільки природою речовини і не залежить від зовнішніх умов, температури, тиску, а значить, і від агрегатного стану речовини.
Тому молекулярну рефракцію за Л.-Л. можна розглядати як середню міру поляризованості молекул. Питома рефракція це рефракція, яка відповідає одному кілограму речовини.
У зв'язку з тим що поляризація молекули є сумарний ефект поляризації атомів, що входять до її складу, чисельне значення молекулярної рефракції повинно бути сумою атомних рефракцій. Тому молекулярна рефракція є адитивною властивістю (від лат. Additivus – одержуваний шляхом складання).
Адитивність молекулярної рефракції була використана для визначення величин рефракцій атомів і атомних груп (радикалів). Рефракція групи СН2 може бути знайдена по різниці молекулярнихних рефракцій будь-яких двох сусідніх членів гомологічного ряду насичених вуглеводнів:
RС7Н16 – RС6Н14 = RСН2
Встановивши рефракцію групи СН2, можна визначити атомну рефракцію кисню за наступною різницею:
Rо = (RС2Н5СООН – 3RСН2)
Це, в свою чергу, дозволить розрахувати атомну рефракцію водню:
RН =(RС2Н5ОН – Rо – RСН2)
Атомна рефракція вуглецю, природно, дорівнює:
RС =RСН2 – 2 RН
Таким чином, визначивши експериментально, шляхом вимірювання показника заломлення і густини, молекулярні рефракції відомих сполук можна застосувати отримані дані для розрахунку атомних рефракцій.
При роботі з сполуками, що мають подвійний і потрійний зв'язок між вуглецевими атомами, слід враховувати так звані інкременти зв'язків. Інкремент – приріст, значення, на яке збільшується дана величина. В данному випадку йде мова про збільшення величини молекулярної рефракції речовини з подвійним і потрійним зв’язком у порівнянні з сумою атомних рефракцій.
Так, наприклад, для бензолу маємо:
RС6Н6 =6RС + 6RН +3 RС=С
Це виявляється необхідним і при роботі з деякими іншими класами сполук. Поряд з атомними рефракції і інкрементами зв'язків при розрахунку молекулярних рефракцій використовуються рефракції атомних груп – радикалів (RNO2, RNO3, RSO3 та ін.).
Якщо перехід речовини в розчин не супроводжується зміною поляризованості його молекул або молекул розчинника, то молекулярна рефракція розчину, як наслідок адитивності цієї величини, повинна складатися з рефракцій компонентів з урахуванням кількості їх молекул (кіломолей) в системі:
Rр-ну = Rр-ка ∙Nр-ка + Rр. р-ни ∙Nр. р-ни
де Nр-ка і Nр. р-ни – кіломольні частки розчинника і розчиненої речовини.
Це однаковою мірою справедливо як для розчинів рідких, так і для розчинів твердих речовин.
Визначення величини молекулярної рефракції є одним з методів, які застосовуються при визначенні складу речовини і структури його молекул, при ідентифікації речовини.
Дослідження, що проводяться при з'ясуванні будови речовини, у багатьох випадках також зводяться до його ідентифікації, наприклад, при встановленні тієї з вірогідних ізомерних структур, яка відповідає отриманому індивідуальному речовині. Тут прибігають до визначення величини молекулярної рефракції, значення якої прямо пов'язане зі складом і будовою сполуки.
Для експериментального визначення молекулярної рефракції необхідно виміряти показник заломлення речовини і його густини (при одній і тій же температурі). Значення молекулярної рефракції обчислюється потім за формулою. Отримане значення порівнюється з величиною, знайденою як сума атомних рефракцій (за табличними даними) відповідно до передбачуваної формулою речовини. Досить задовільний збіг знайдених в тому і іншому випадку значень може служити підтвердженням правильності уявлень про склад і будову досліджуваної речовини, складених на підставі даних хімічного аналізу і вивчення хімічних і фізико-хімічних властивостей.
Вибір між можливими варіантами будови речовини може бути, природно, зроблений тільки в тому випадку, якщо різниця рефракцій для них виразно перевищує допустимі значення помилок. Вимірювання, здійснювані з метою ідентифікації речовини, повинні проводитися при температурі, відповідної табличним значенням коефіцієнтів заломлення.
ТЕМА РЕФРАКТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ... Метод що рунтується на вимірюванні показника заломлення називається рефрактометричним...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Молекулярна рефракція.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Тема 1. Введення в фізико-хімічні методи аналізу.
Що являє собою дисциплінааналітична хімія?В 1992 році Федерація європейських хімічних товариств оголосила конкурс на краще визначення аналітичної хімії. Було вибран
Суть рефрактометричних методів аналізу.
Заломленням або рефракцією (від лат. Refractus - заломлений), називають зміну напрямку прямолінійного поширення світла при переході з одного середовища в інше. Заломлення, так само
Показник заломлення.
Відхилення світлового променя від початкового напрямку при переході його з одного середовища в іншу тим більше, чим більша різниця в швидкостях поширення світла в двох даних середовищах. Відомо, що
Граничний кут заломлення
Якщо світловий промінь падає не перпендикулярно на межу поділу двох прозорих середовищ, швидкість поширення світла в яких різна, відбувається зміна напрямку його поширення – заломлення або рефракці
Граничний кут повного внутрішнього відбивання.
При переході світла з більш оптично густого середовища в менш оптично густе кут заломлення буде більшим, ніж кут падіння – i˂ r (рис. 3, пр. 1 і 1 `). При деякому значенні кута падіння іг
Дисперсія речовини і молекулярна рефракція.
Важливою характеристикою оптичних властивостей речовини є дисперсія – залежність швидкості поширення хвиль світла від їх довжини. Звідси випливає ще одне визначення цього поняття: дисперсія
Аналіз двокомпонентних систем.
Залежність показника заломлення гомогенної двокомпонентної системи від її складу встановлюється експериментально, шляхом визначення показника заломлення для ряду стандартних систем, вміст компонент
Аналіз трикомпонентних систем.
Залежність між величиною показника заломлення та складом використовується і при аналізі трикомпонентних систем, однак тут ця залежність має більш складний характер. У цьому випадки завжди є ряд сум
Загальна характеристика абсорбційних оптичних методів
Для хімічного аналізу використовуються закономірності як випромінювання електромагнітних хвиль об'єктом аналізу, так і взаємодії випромінювання від стороннього джерела з матеріалом об'єкту аналізу.
Повна енергiя молекули як сума трьох складових.
Енергія молекул складається з:
1. Енергій оптичних (валентних) електронів, які можуть знаходитися або на нижчих (незбуджених) енергетичних рівнях, або на одному із збуджених рівнів:
Види спектрів
В аналітиці використовують спектри випромінювання і поглинання.Спектри бувають суцільні (безперервні), смугасті та лінійчасті. Суцільний спектр випромінювання складається з сукупно
Прилади абсорбційної спектроскопії
Кожний абсорбційний спектральний прилад містить наступні необхідні частини: джерело випромінювання, оптичні засоби, приймач потоку випромінювання (детектор):
Кількісний фотоколориметричний аналіз. Фотометричні реакції
Кількісний аналіз з використанням молекулярних спектрів поглинання – найпоширеніший у практиці аналітичної хімії. Метод має порівняно високу чутливість – нижня межа визначення може досягати значень
Вибір оптимальних умов утворення забарвлених сполук
При проведенні фотометричної реакції визначуваний компонент переводять у сполуку, яка володіє значним поглинанням. Найчастішевизначувану речовину зв’язують у комплексну сполуку з р
Умови фотометрування.
Отриману в оптимальних умовах форму елемента фотометрують, тобто вимірюють оптичну густину розчину А. Розробка фотоколориметричної методики включає наступні етапи:
1. Вибір довжини хвилі с
Переваги та недоліки фотометричних методів
Сьогодні для більшості хімічних речовин відомі зручні й чутливі методи фотометричного визначення. Зумовлено це тим, що є дуже багато реагентів, які утворюють з аналізованими речов
Суть методу.
Здатність атомів і молекул поглинати енергію, що надходить до них ззовні, викликає їх перехід у новий енергетичний стан, який називається збудженим, і в якому перебувають дуже обмежений час (~10
Механізм люмінесценції
Розглянемо детальніше механізм збудження молекулярної люмінесценції та її видів.
Отриману енергію молекула може втрачати різними шляхами, серед яких може бути і випромінювання відповідно д
Характеристики люмінесценції
Найважливішими характеристиками фотолюмінесценції молекул речовин є їх спектри поглинання, збудження і люмінесценції.
Спектри поглинання молекул зумовлені
Закон Стокса–Ломмеля.
За відомим правилом Д. Стокса, встановленим ще в 19 ст., тобто до квантової теорії, на основі простих спостережень, енергія кванта люмінесценції завжди менша за енергію кванта збудження hν
Правило дзеркальної симетрії Льовшина.
За цим правилом нормовані (зведені до одного максимуму і подані у функції частот) спектри поглинання і люмінесценції дзеркально симетричні щодо прямої, проведеної через точку перетину спектрів перп
Закон Вавілова С.І.
Залежність між енергетичним виходом і довжиною хвилі збуджуючого потоку відома як закон Вавілова С.І., згідно з яким Веспочатку зростає прямопропорційно до довжини хвилі збудження λ
Гасіння люмінесценції.
Проблема, з якою часто зустрічаються при використанні люмінесценції в кількісному аналізі полягає в її гасіннібагатьма речовинами. Гасіння може бути зумовлене самою
Якісний і кількісний люмінесцентний аналіз
Висока чутливість люмінесцентного методу дає змогу використовувати люмінесцентні реакції для виявлення речовин у різних об’єктах, причому використовують реакції різних типів. Для якісного аналізу і
Суть і особливості хроматографічних методів аналізу
Одне з важливих завдань сучасної аналітичної хімії – надійний і точний аналіз органічних та неорганічних речовин, часто близьких за будовою та властивостями.
Хроматографія
Класифікація хроматографічних методів аналізу
Існує багато варіантів здійснення хроматографічного аналізу. В основу класифікацій хроматографічних методів покладені принципи, що враховують наступні різні особливості процесу розділення:
Хроматограма та її характеристики
У сучасній хроматографії хроматограма – це графік залежності величини аналітичного сигналу (чи концентрації речовини/речовин) від об'єму рухомої фази або часу проведення аналізу. Хр
Пояснення причин розмивання хроматографічних піків.
Метою хроматографічного процесу є розділення суміші речовин. Єдиної стрункої теорії, яка кількісно описує весь процес хроматографічного розділення, до теперішнього часу немає. Встановлення т
Селективність колонки
Для успішного якісного і кількісного хроматографічного аналізу потрібне таке розділення, яке б дозволило з необхідною точністю вимірювати якісні і кількісні параметри хроматографічн
Вибір температури
На селективність α дуже сильно впливає температура, а на ефективність n – впливає швидкість потоку газу-носія. Зі збільшенням температури знижується α, але при цьому підвищується ефективн
Загальні відомості. Іонний обмін як принцип розділення.
Переважна більшість неорганічних і значна частина органічних сполук у водних розчинах дисоціює з утворенням простих гідратованих катіонів, простих і складних аніонів та комплексних іонів. Для їх ро
Основні властивості іонітів
До основних властивостей іонітів, що визначають їх якість як сорбентів, належать ємність, кислотно-основні властивості, селективність, набухання, хімічна стійкість, механічна міцність.
Най
Застосування іонообмінної хроматографії
Іонообмінно-хроматографічний метод використовують для вирішення різноманітних аналітичних завдань – розділення та кількісного визначення неорганічних і органічних компонентів, отримання аналітичних
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
= r∙d
∙α
це рефракція, яка відповідає одному кілограму речовини.
(RС2Н5СООН – 3RСН2)
(RС2Н5ОН – Rо – RСН2)
RСН2 – 2 RН
Новости и инфо для студентов