1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 摩爾折射度的測(cè)定摩爾折射度的測(cè)定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)提要【實(shí)驗(yàn)提要】【儀器與試劑【儀器與試劑】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【思考題【思考題】【數(shù)據(jù)處理【數(shù)據(jù)處理】 【討論【討論】【參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)】【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1了解阿貝折光儀的構(gòu)造和工作原理，正確掌握其使用方法。 2測(cè)定某些化合物的折光率和密度，求算化合物、基團(tuán)和原子的摩爾折射度，判斷各化合物的分子結(jié)構(gòu)。【實(shí)驗(yàn)提要】 摩爾折射度(R)是由于在光的照射下分子中電子(主要是價(jià)電子)云相對(duì)于分子骨架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。R可作為分子中電子極化率的量度，其定義為： (11) 式中 n為折光率；M為摩爾質(zhì)量；p為密度。 摩爾折

2、射度與波長(zhǎng)有關(guān)，若以鈉光D線為光源(屬于高頻電場(chǎng)，5893)，所測(cè)得的折光率以nD表示，相應(yīng)的摩爾折射度以RD。表示。根據(jù)馬克斯韋爾的電磁波理論，物質(zhì)的介電常數(shù)和折射率n之間有關(guān)系： (12) 和n均與波長(zhǎng)有關(guān)。將上式代入(21)式得： MnnR2122 )()(2n MR21 （1. 3） 通常是在靜電場(chǎng)或低頻電場(chǎng)(趨于)中測(cè)定的，因此折光率也應(yīng)該用外推法求波長(zhǎng)趨于時(shí)的n，其結(jié)果才更準(zhǔn)確，這時(shí)摩爾折射度以R表示。RD和R一般較接近，相差約百分之幾，只對(duì)少數(shù)物質(zhì)是例外，例如水n2D1.75，而8l。 摩爾折射度有體積的因次，通常以cm3表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，摩爾折射度具有加和性，即摩爾折射度等于

3、分子中各原子折射度及形成化學(xué)鍵時(shí)折射度的增量之和。離子化合物其克式量折射度等于其離子折射度之和。利用物質(zhì)摩爾折射度的加和性質(zhì)，就可根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)式算出其各種同分異構(gòu)體的摩爾折射度并與實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果作比較，從而探討原子間的鍵型及分子結(jié)構(gòu)。表表1-1列出常見(jiàn)原子的折射度和形成化學(xué)鍵時(shí)折射度的增量（列出常見(jiàn)原子的折射度和形成化學(xué)鍵時(shí)折射度的增量（cm3mol-1） 原 子 RD 原 子 RD H C O(酯類) O(縮醛類) OH(醇) C1 Br I N(脂肪族的) N(芳香族的) 1028 2591 1764 1607 2546 5844 8741 13954 2744 4243 S(硫化物) C

4、N(腈) 鍵的增量 單鍵 雙鍵 叁鍵 三元環(huán) 四元環(huán) 五元環(huán) 六元環(huán) 7921 5459 0 1575 1977 0614 0317 019 015【儀器與試劑儀器與試劑】 儀器： 阿貝折光儀 試劑：四氯化碳(AR)；乙醇 (AR)；乙酸甲酯(AR)；乙酸 乙酯(AR)； 二氯乙烷(AR) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】 1折光率的測(cè)定 使用阿貝折光儀測(cè)定上述物質(zhì)的折光率。 2物質(zhì)密度的測(cè)定：用電子分析天平稱干燥且空體積為10 mL的容量瓶的質(zhì)量，取上述物質(zhì)定容到10 mL，再稱重，兩次質(zhì)量差即為所加物質(zhì)的質(zhì)量，然后計(jì)算得到該物質(zhì)的密度(gcm-3)。【數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理】 1求算所測(cè)各化合物

5、的密度，并結(jié)合所測(cè)各化合物的折光率數(shù)據(jù)由(11)式求出其摩爾折射度。 2根據(jù)有關(guān)化合物的摩爾折射度，求出CH2、Cl、C、H等基團(tuán)或原子的摩爾折射度。【思考題思考題】 1按表1-1數(shù)據(jù)，計(jì)算上述各化合物的摩爾折射度的理論值，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較。 2討論摩爾折射度實(shí)驗(yàn)值的誤差來(lái)源，估算其相對(duì)誤差。 【討論討論】1對(duì)于共價(jià)鍵化合物，摩爾折射度的加和性還可表現(xiàn)為分子的摩爾折射度等于分子中各化學(xué)鍵摩爾折射度之和。表1-2列出了一些由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的摩爾鍵折射度數(shù)據(jù)（cm3mol-1）。 鍵 RD 鍵 RD 鍵 RD CC C(環(huán)丙烷) C(環(huán)丁烷) C(環(huán)戊烷) C(環(huán)己烷) C=C(苯環(huán))C=C C

6、C(末端) C芳香C芳香 CH CF 1296 150 138126 127 269 417 587 269 1676 145 C-C1 CBr CI CO(醚) CO(縮醛) CO C=O(甲基酮) CS CS CN CN 65l 939 1461 154 146 332 349 461 1191 157 375 C=N OH(醇) OH(酸) SH SS NH NO NO NN NN 482 166 180 480 811 494 176 243 400 199 412 對(duì)于同一化合物，由表1-1和由表1-2的數(shù)據(jù)求得的摩爾折射度有略微差異。 對(duì)于某些化合物，由表中數(shù)據(jù)求得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果相差較大，可能是因?yàn)楸碇袛?shù)據(jù)只考慮到相鄰原子間的相互作用而忽略了不相鄰原子間的相互作用，或忽略了分子中各化學(xué)鍵間的相互作用。如作相應(yīng)的修正，二者結(jié)果將趨于一致。 2折射法的優(yōu)點(diǎn)是快速，精確度高，樣品用量少且設(shè)備簡(jiǎn)單。摩爾折射度在化學(xué)上除了可鑒別化合物，確定化合物的結(jié)構(gòu)外，還可分析混合物的成分，測(cè)量濃度、純度，計(jì)算分子的大小，測(cè)定摩爾質(zhì)量，研究氫鍵和推測(cè)配合物的結(jié)構(gòu)。此外根據(jù)摩爾折射度與其它物理化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系可推求出這些性