СОЕДИНЕНИЯ МЕТОДОМ РЕФРАКТОМЕТРИИ
Элементный синтез позволяет установить общую формулу вещества. Комплексное изучение физико-химическихконстант, таких как показатель преломления, плотность, молекулярная рефракция и сопоставление их с литературными данными, дают возможность сделать заключение о структуре органического вещества, о степени его чистоты, идентифицировать известные и неизвестные вещества. В этом плане простым и часто используемым методом является рефрактометрия (лучепреломление). Он основан на том, что луч света , проходя через границу двух оптически неоднородных сред, изменяет скорость и направление. (рис.1). Отношение синуса угла падения к луча света a к синусу угла преломления В, называют показателем преломления. Его величина зависит от длины волны света , температуры и самое главное – от структуры вещества и концентрации его растворов. Показатель преломления определяется с помощью рефрактометра Аббе или рефрактометра типа ИРФ-22 (рис.2)
Обычно используется желтая линия спектра натрия (линия ДNa, l=589 нм.) при температуре 20о С. Поэтому показатель преломления обозначается символом nД20. Снятие отсчета на рефрактометре изображено на рис.3. Для твердых легкоплавких веществ показатель преломления определяют при температуре несколько выше их температуры плавления. Другой важной физической константой вещества является плотность. Плотностью rt называется масса еденицы объема вещества при данной температуре t. Плотность вещества имеет различные размерности: г/см3, г/мл, кг/л, т/м3. В литературе используется безразмерная величина – относительная плотность d420. Ее определяют с помощью пикнометра (рис.4).
Расчет ведут по формуле: d420 вещества = , -------
Где m20вещества – масса вещества в граммах в объеме пикнометра при 200 С; m4 н2о – масса при 40С. Ее называют водным числом пикнометра. Водное число удобно определять при 200 С. Для этого сначала вычисляют относительную плотность воды при 200С, пользуясь литературными данными из справочника химика.
d420 н2о = 0,9982
Если через rо обозначить массу пустого пикнометра и через r -массу пикнометра с водой при 20оС, то формулу (1) можно записать в следующей форме:
d420 н2о = 0,9982
Из нее определяется водное число пикнометра: m4 н2о = Если через r1 обозначить массу пикнометра с любым исследуемым веществом при 200 С, то относительную плотность органического вещества можно рассчитать по формуле:
d420 н2о = (2)
По значению относительной плотности можно оценить саму плотность вещества.
d420 вещества =
r20 вещества = d420 вещества r4 н2о = d420 1г/см3.
Найденное значение плотности записывают в рабочий журнал. Х. Поренти и Л. Лоренц вывели простую математическую зависимость между массой 1 моля вещества (m), его плотностью (r) и показателя преломления (n)
МRД найд) = В свою очередь m= 1 моль М г/моль,где М – молярная масса в г/моль изучаемого вещества. МRД называется молекулярной рефракцией. Она отражает меру поляризуемости электронов под действиемэлектромагнитного поля видимого света. Молекулярная рефракция адитивная , т.е. равна сумме рефракций атомов элементов, входящих в сосстов молекул.Молекулярная рефракция может быть вычислена теоретически и найдена экспериментально. Их обозначают,как МRД (выч.) или МRД (найд.). При вычислении МRД (выч.)сложных молекул структурные особенности рефракции – двойные, тройные связи учитываются введением введением вкладов – инкрементов. Молекулярная рефракция позволяет с помощьюпростейших физических констант - d420 и r20 сделать заключение о структуре органического вещества. Ниже приводится упрощенный алгоритм этого процесса:
1. Расчет экспериментального значения молекулярной рефракции МRД (найд.) по формуле Лорентца-Лоренса (3.) 2. Расчет теоретического значения молекулярной рефракции МRД (выч.) суммированием рефракций связей (табл.1) или рефракцией атомов (табл.2), исходя из предполагаемой формулы. 3. Сопоставление экспериментально найденного и теоретически вычисленного значений молекулярной рефракции. Выводы о структуре вещества.
II. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ.
III. ЗАДАНИЕ 1 1. Определить показатель преломления жидкого органического вещества nД 20 А) ацетона, б) пропанола-2, в) этилацетата. ЗАДАНИЕ 2 ЗАДАНИЕ 3 1. Рассчитать МRД (найд.), исходя из экспериментально определенных значений nД 20, r20 и МRД (выч.) по рефракциям связей или атомов (табл. 1 и 2). Сделать выводы о структуре вещества.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (403)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |