fff对于无限稀溶液,溶液的介电常数ε、溶液的密度ρ及溶质的摩尔分数系可以近似表示为
的关
(385)
(386)于是,对于低频电场作用下的无限稀溶液,可以导出
(387)
式中:、、和摩尔质量
溶剂的介电常数、密度
溶质的摩尔质量
、待定常数。
1摩尔极化率与折射率在高频词电场(υ≥1015s1)下,透明物质的介电常数ε与其折射率
的关
系为ε
2。于是,依据式(384)有
(388)稀溶液的折射率
与溶质的摩尔分数的关系为
于是可以导出
(389)
f(390)
和以上三式中:溶液和溶剂的折射率;
摩尔折射
无限稀溶液中溶质的
待定常数。
4、偶极矩μ的计算结合式(382)、式(383)、式(387)和式(390)可以导出偶极矩的计
算公式如下:
(单位:D,德拜)
391
(单位:Cm,库伦米)392由此可见,只要通过介电常数、密度、折射率等物质宏观性质的测定即可
求得微观性质摩尔极化率和摩尔折射率以及分子偶极矩。5.介电常数的测定
物质B的介电常数ε定义为电容器中用该物质为电解质时的电容C和同一电容器中为真空时的电容C0之比值:
393当用电容测定仪测量某物质的电容时,实测电容物质B的电容CB和仪器分布电容Cd之和,故需要用已知介电常数的标准物质把仪器的分布电容测出来。方法
f是,先将已知介电常数为εs的物质充入电容器中,实测电容应为和之和,即
394同理,当电容器中只有空气时的实测电容为
395式(394)式(395)得
396取空气的电容近似等于真空的电容Cair≈C0,由式(393)得
将式(396)和(397)联立解得Cair:
397
再将解得的Cair代入式(395)解出Cd得
398
399有了Cd之后,再将待测溶液或待测液体充入电容器,测得总电容C,其真实电
容仪器和药品
。将C代入式(393)计算其介电常数。
仪器:精密电容测量仪,阿贝折射仪,电容池,比重管,油浴超级恒温槽,干
燥器,容量瓶。
药品:正己烷(AR),环己酮(AR),苯(AR,经干燥)。
实验步骤
1溶液的配制
f用环己烷作为溶剂,配制环己酮的摩尔分数分别为001、002、003、006和009的溶液各25mL,配好后立即转入干燥器内。2折射率
的测定用阿贝折射仪测定25oC下溶剂环己烷及各溶液的折射率,每个试样测3次,取平均值。3介电常数的测定以苯为标准物质,用精密电容测量仪测量25oC下苯、空气、环己酮及各溶液的电容。苯的介电常数与温度的关系如下:
测得每一个试样的之后都需要吹干电容池,重测
,每个都要重r