part_2 (1120544), страница 15
Текст из файла (страница 15)
лапвын) С)н)С!венныс наперсная !пупиты 7 — 9! Эпсргяя колоб»!слы!огп переход», соотнетсепуижая пулсному пров!ежу!. к)', свм' )аоо+ П вЂ” ' оо ~ Силовая постояжсля, 109 анп/см )ас ~ Вращательная постояпппя, см-з Ви й. Мея<ъядерное расстояние А ги '- !О. Нарисуйгс схсьгу колебательных и врсщпгсльпых знср)стнчсскнх состояний двухатомиой молекулы и обозначьте, па ней несколько наблюдаемых исрсходои. 1!. (Зтот пункт делается ио согласованшо с преподавателем.) Используя полученное значсияе В„, определите (см. 1, 2 11) для комнатной температуры Т= 800 К наиболее заселенное состояние ,/а„кс - ~~ — — 0,5 = 0,5895 '$г' — 0,5, 2лопс )с Н„ Для зна )ения Уп„;„а также для значений з'=! н з'=Унокс+ !О рассчитайте атноснтельную заселенность вращательных состояний (см. 1, % 8) ьсвп) ! !) саванн„и)! ) —. (2,/-,'- !)е аг --(2,/,'-1)е г Х Результаты расчетов сравните с распределением интенсивностей ва вращательной структуре изученного спектра.
12. Выпишите молекулярные постоянные, полученные в пунктах б, 8, 9, и литературныс данные, приведенные в Приложеси)и ')г, в след)ющую сводную табл. П!.4. Собственные измерения должны сопровождаться нх дисперсией нли оценкой точности. Для сравнения собстпсш)ых измерений с лнтсратурнымп данным!! ирапедптс расчет молекулярных иостоян- !89 1 Рльотл нт т Кель и содержание работы Аппаратура !91 ных 1и В н г (последняя графа табл. Ш.4) по табличным данным, используя формулы (12,4, 11.3 н 11,5) раздела 1. 13, Методамн статистической термодинамики вычислите для исследуемою газа в приближении «жесткий ротатор — гармонический осциллятор» сумму по состояниям, приведенную зпергню Гиббса н нх поступательные, вращательные, колебательные п электронные составля1ощяе прн стандартных условиях (Т=298, 15К, Р=1 атм), используя формулы (8.7) — (8.11), (8.17).
По согласованшо с преподавателем мозкно произвести расчет н других термодинамическнх функций, воспользовавшись дополнительной литературой [11 — 13), Полученные значения сопоставьте с табличными данными «Краткого справочника физико-химических величин» [22) нли справочника [12) и выпишите их в рабочую тетрадь, 14. В отчет о проделанной работе входят: ИК-спектр почистнрола, градупровочный график нли градунровочное уравнение, запись ИК-спектра исследуемой молекулы, таблицы; 1П.!, 1П.2 илн П1.3, 1П.4, схема колебательных и вращательных состояний; поступательная, вращательная, колебательная и полная сумма по состояниям и приведенная энергия Гиббса для стандартного состояния. Результаты собственных измерений и расчетов должны сопровождаться оценкой их погрешности.
Полосатые спектры испускания двухвтомных молекул. Определение частот колебаний, энергии электронного возбуждения и термодинамичесиих функций Ознакомление с полосатыми спектрами двухатомпых молекул и методикой расшифровки их колебательной структуры па примере спектров испускания молекул СХ, А(О, ВО и др„возбуждаемых в электрической дуге, Определение молекулярных постоянных а,, е,х,, и энергии возбужденного электронного состояния Т,. Построение кривых потенциальной энергии и оценка энергии диссоциация, Расчет по молекулярным постоянным термодннамических функций. Освоение методики работы на спектрографе я измерение спектральных линий и кантов н спектрах. Спектрограф, электрическая дуга переменного тока, измерительный микроскоп пли компаратор, спектропроектор.
Теоретическая подготовка к работе Ознакомьтесь по учебному пособию с системой энергетических состояний н полосатыми спектрами дпухатомных молекул (см, 1, ~~ 5, 6, 8, 10, 13). Прочтите описание спектрографа ИСП-51 н методику рагистрации н измерсння спектров испускания (см. П, 4 4 — -8). Порядок выполнения работы и ноясиепия к ней 1. Убедитесь, 1то питание дуги выключено (кнопочный выключатель и щиток питания), и установиге электроды из железа на оптическую ось. Для этого путкно убрать линзу-кондепсор и пододвинуть штатив к входной щели, закрытой колпачком.
Закрепите верхний электрод в таком положении, чтобы его заостренный конец был выше центра перекрестья крышки щели спсктрографа примерно па 1 — 1,8 мм. Затем точно напротив него поставь- та ни)киий зле)строя таким образе)м, чтобы зазор между ппми со ставлял вели гану 2 — 3 мм. 2. Отодвиньте штатив ат щели па учетверенное фокусное рас- стояние коидепсора (опо указано иа оправе линзы илн рейтере) к закрепите его (расстояние измеряется от концов электродов). 3. Установите иа аптическу)о ось конленсорную линзу между электродами и щелью таким образом, чтобы изображение концов электродов зажженной дуги (дуга пкл)очается кнопочным выклю- чателем) было резким н приходилась иа центр перекрестья кол- пачка щсля.
Затем коидсисор пододвиньте в сторону штатива нз 3 — 5 см, чтобы изображение электродов размылось и равномсрио осветило щель спектрографа по высоте. 4. Поставив ширину щели, равную удвоенной ширине нормаль- ной щели з=2©г)( -5 гяк), зажгите дугу и убедитесь ъ чистоте щели, рассматривая изобрая<еиие спектра в плоскости кассетной части через лупу (линии спектра железа ири этом должны быть тонкими и видны с достаточной четкостью). При загрязнении щели прочистите ее совместно с преподавателем илн лаборантом.. 5.
Зарядите и фотокомпате кассету фотопластинкой. Для этого сначала па свету откройтс заднюю крышку кассеты (передняя шторка должна быть плотно задвинута) н ознакомтесь с ее устройством, Погасите свет, откройте коробку с фотопластинками н вставьте одну из них в кассегу эмульсией вниз. Сторона с эмульсией шероховата на ощупь н прилипает к в,чажным паль- цам (проверять эмульсию следует около края фотопластинки, чтобы нс испортить ее), Закройте крышку кассеты, проверьте ва- дсягность упаковки фотопластинок и только после этого вклю- чайте свет.
5, Подберите экспозипиго эталонного спектра сравнения же- лезной дуги. Для этого ограничьте высоту пели фигурной диа- фрагмой до деления «4» (ио верхней шкале диафрагмы) н сними- те ряд пробных спектров железной дуги с экспозициями 1, 3, 10 с. Свет во время экспозиции открывается затвором в кассетной час- ти. Не забывайтс открыть шторку кассеты и колпачок щели, Кас- сета передвигается после каждой экспозиции на 5 делений. 7. Смените электроды из железа на графитовыс или электроды нз алн)л)пния для получения спектра соответству)ощих исследуе- мых двухатомных молекул С1( иаи Л10.
При смене электродов обязательно выключайте щиток пита- ния генератора дуги. Замену электродов лунце всего производить последовательно, Например, спзчала убирается нижний электрод из железа и иа его место устанавливается исследуемый электрод относительно верх- него электрода. Затем "!аким же образом меняется другой элект- род, Вслп сби,чись оба з))с!страда, необходимо повторить опера- ции 4 и 5, по с исследуемыми электродамн, 8. Подберитс экспозицию для полу)епня зачетного спектра ис- следуемого вашества, повторяя операции, приведенные в пункте О. 192 ТАЗ»нем !!!5 Релультаты н»ыереннй атомных лвмня н кантон ыолехулмрных полос 1, мм ао макоосковт м,см) А, А в асам»ко А, А ио атласу мам канта 13.
Грубо под спектрапросктором оцените по атласу положение кантов в спектре и пронумеруйте полосы. Результаты оцспок запишите (в скобках) в табл. П1.5. 14. Установите фотопластинку иа измерительный микроскоп А4ИР-!2 н проведите измерение расшифрованных атомных линий келеза и кантов полосатого спектра. Канты измеряются па резкой границе между светлым фоном и максимумом почерисиия. Результаты запишите в табл. Ш.б.
15, Пользуясь методом линейной интерполяции, рассчитайте поло)кение указанных преподавателем линий или кантов в Л (в воздухе), 193 7 А. А. Малым ",. 11роявнгс (5 Ашн), огфикеир) йте (10 мии) н промойте и иротош)ой водо (!5 мип) фотопластинку, 11ри этих операциях фотопластикка должна лежать в кювете эмульсией вверх, а кювету с раствором следует время от времени покачивать. 10. Зарядите кассету новой фотопластинкой и сфотографнруйте контрольный спектр двухатомиой молекулы СМ или Л10. Для этого с выбранной экспозицией снимите спектр исследуемой молекулы в центре (фнгурная диафрагма устанавливается иа деление «4» па верхней шкале), а затем спектр сравнения железной ,уги (фигурная двафрагма устанавливается на деление «4» по :.;чжисй шкале).
" 11. Полученную зачетную пластинку проявите, отфиксируйте промойте. На фотопластинке подписывается фамилия студента, н пластинка остается сушиться на штативе до следующего занятия. Выключите установку. Па согласованию с преподавателем, для расшифровки спектра можно взять другую, уже сухую спектрограмму, чтобы ие терять рабочее время. 12. На спектропроекторе ПС-!8 или СПП-2 проведите расшифровку спектра железа, пользуясь атласам стандартных спектров. Наиболее резкие и характерные атомные линии спектра железа, расположенные в области группировки кантов молекулярного спектра, иометьте с обратной стороны фотопластинки - (сторона без эмульсиониого слоя) чернильной точкой н поставьте ноь)ер.
Длины волн (в атласе они приведены для атмосферного давления воздуха и температуры 20'С) и комер линии запишите в рабочую тетрадь в табл. П1.5. По таблицам (ялп на Э!ВМ (см 11рило ксч»пс 1111) пер!шля»с длины воли (в воздухе) измеренных »саитов в золновьсе числа в см-'. 16. В связи с тем что на стеклянном спектрографе ИСП-51 можно фотографировать спектры только и ограниченной области (от 3600 до 10000 А), а полосы спектров молекул СМ н А!О расположены в основном в ультрафиолетовой области, преподаватель после проверки работы по пунктам 1 — 16 выдает список кантов полос н их отнесепяе либо для исследованной молекулы, либо для какой-то другой, взятой нз раздела 1Ч, Дальпейп»ая работа ведется с этими литературными данными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
