H. Becker, W. Berger, G. Domschke и др. - Органикум I (1125883), страница 23
Текст из файла (страница 23)
ко Рауля, уравнение (А.З)1. Как правило, примеси в незначительных количествах оказываются для температуры кипения раздо м з о менее существенными, чем для температуры плавления. Таким образом, можно сделать вывод, что температура кипсния не может иметь такого же значения в качестве критерия чистоты вещсства, какое имеет температура плавления. Размеры молекул и мсжмоленулярное вэанмодсйствне в значнтельной мере обусловливают велнчпну тсмперат>ры кнпення. Тзн, например, температура каленая нормальныч парафинов (Сч — Сд) возрастает на 20 — 30'С прп увелнченнп длины углеродной пепи молекулы на олин атом.
Соедннення с развствлсннымп моленуламн, как правило, обладают более нпзхпмнтемпературампкппеннн, чем соответствую~мне соеднненпя .шнсйного строение. Прн одннаковом числе атомов углерода температура кипенна увслнчввзется в ряду простые эфиры ..альдегнды(спарты, так как межмолекулярное взанмодействпе (ассопнзпня) возрастает в том же порядке (водородные мостнковые связн в спиртах). Температуру кипения можно точно определить при помощи эбуллиомегров. Принцип их действия основан на том, что жидкость нагревается с обратным холодильником до кипения и измеряется температура.
При соответствующей конструкции исключаются тепловые потери и перегрев паров. Однако для работы в таких приборах обычно необходимы большие количества вещества (по меньшей мере несколько миллилитров). Если в распоряжении имеется достаточное количество жидкости (= !О мл), то проще всего снять в приборе для перегонки кривую кипения. Прн этом надо обратить внимание на то, чтобы ша- ик термометра полностью омывался парами, был смочен сканеисированной кндкостью н не был погружен слишком глубока в регретый пар (ср.
разд. А,2.32,2). При работе с горазда меньшими кочичествамн вещества исользуют методы Сиволобова и Эмиха. Согласна методу Сивообова, пробу вещества помещают в трубку днамстром около б мм трубка для прокаливания). В эту же трубку вставляют открым концам капилляр, запаянный на расстоянии 1 см от ннжисго яс. 82. Определение температуры нппснпя по Снволобону. Рпс. 83. Определение температуры хппенпя по Эмнху. ая (поверхность жидкости, температуру кипения которой неободима определить, должна быть выше точки заплавления). Трубку с каппиляром закрепляют с помощью резинового кольца на ермометре прибора для определения температуры плавления рис. 82).
По мере приближения к температуре кипения ич капилярной трубки начинают выдечяться пузырьки во>духа, Темперарой кипения считают показания термометра в тот момент, кога образуется равномерная цепочка пузырьков пара или когда кая цепочка обрывается при охлаждении и жидкость внезапно ачииает засасываться в капилляр (часто гораздо лучше наблюается последнее). Согласно методу Змика, температуру кипения определяют в пилляре для определения температуры плавления (рис.
83). редварительно оттягивают капилляр с одного конца (рис. 83,а), ина вытянутой части -2 см. Затем засасывают туда капельку ледуемой жидкости и заплавляют конец капилляра таким абра„')мом„чтобы в конце его под жидкостью находился пузырек возду- >ТЕ (рис. 83,б). При нагревании в приборе для определения тем'''я((ературы плавления этот пузырек расширяется (рис. 83,в) и под:)Тйемает каплю исследуемой жидкости. При достижении температу- 1гт 3. Олределчние физических свойстВ 11б А. Введение в лабораторную технику ры кипения эта капля находится на уровне жидкости в нагревательной бане (рис. 83,г). Для обоих методов точность определения температуры кипения составляет примерно ч-1 †2 'С. 3.3. нясстность Способ определения плотности в пикнометре (рис.
84) основан на измерении массы известного объема жидкости. Для этого вымытый и высушенный пикнометр взвешивают с точностью до ч=0,00! г, заполняют его соответствующей жидкостью и, слегка надавливая, вставляют пробку с капилляром так, чтобы конец капилляра доходил точно до метки на пикнометре. Необходимо проследить за тем, чтобы под пробкой не оставалось пузырьков воздуха и температура, при которой происходило наполнение пикнометра, примерно соответствовала той, при которой будет определяться плотность 1Омл (она нн в коем случае ие должна быть выше! по- 20'0 чему?). Поскольку объем жидкости сильно зависит от температуры, пикнометр помещают в термостат, где температура поддерживается с точнорис еч Пи стью до +.0,03'С.
Затем выстУпившУю из капилиометр. ляра жидкость удаляют листочком чистой неволокнистой фильтровальной бумаги или ткани, пикнометр высушивают и взвешивают. Измерения следует проводить дважды. Плотность вещества (г/мл) при соответствующей температуре'> Рчг рассчитывают по формуле Рг= ' -1-0 0012вг (А.28) где 6 — масса пикнометра, наполненного исследуемой жидкостью на воздухе; бо — масса пустого пикнометра на воздухе; )сг — объем пикнометра при температуре определения. Точность описанного метода определения плотности с проверенными пикнометром и термометром составляет '=0,0005 г/мл. В простейших случаях плотность жидкостей может быть приближенно определена с помощью ареомегров.
Этот метод находит практическое применение, например, при определении плотности серной и азотной кислот. Однако для измерения плотности ареометром треГ>уются ббльшие количества жидкости. 'г Перечень соирагнеиий см. иа стр. 211. зг Зиачеиие 0,0012 !плотиость воздуха) надо прибавить к рассчитаииоа плотиости, таи иаи ггггиггометр перед заполнением жидкостью содержал воздух. 3.4. РеФРдктометРия Для идентификации жидких веществ и проверки их чнстотьв ожно использовать также определение показателя препольггиил п.
сли моиг>хроматический свет проходит через границу разделв вух различных сред (рнс. 85), то он отклоняется по закону Снсл- уса !па с, = — =п, (А.29) де сг и сз — скорость света в средах 1 и 2. Наиболее часто перачальной средой является воздух. сг 1 с, аж а г -и сд 3!п(3 ( са Рис. 83. Преломление света иа травине двух сред, с, и сз — сиоросги света в средах 1 и 2. Показатель преломления сильно зависит от температуры.
У оранических жидкостей с ростом температуры на 1' он падает йа ° 10- — 5 !О; кроме того, он сильно меняется в зависимости от нны волны света (дисперсия). Обычно показатель преломления ' естся для спектральной линии желтого иатриевого пламени. Р-линия, 589 нм). Температуру и длину волны (или спектралью линию) отмечают прп значении показателя преломления со- етственно верхним и нижним индексами, например п". 1 По казатели преломления определяют с помон)ью ргфракгомгг- . ер по. .й' „ жи в. Стандартным прибором для лабораторий органической кими у ит рсфракгомегр Аббе.
В нем используется принцип измере- н ня предельного угла полного внутреннего отражения и, кроме то- М' ° , его конструкция позволяет работать в полихроматичсском све- (напрпмср, при дневном освещении), прн этом значение пока. Еателя преломления соответствует его значениюдля Р-линни. Для ;" йвмерения необходимо лищь несколько капель жидкости, точность. ' егвмеренггн составляет 0,0001'г. Чтобы добиться такой точности„ :Й,";. мл '> Время ос времеви прибор проверяют, например измеряя показатель п м сипя жидкости с точно известным зиачеиием показателя (в частности, для тиллировапиоа воды псов=1,3330), и при необходимости юстггруюг.
й!й Л. Введение в лабораторную технику рнс. 86. Схеиа полярныетра. нз — 1 М 3 й(и = ~л~ а~2 ' (> 4 ™Еа~ (А.ЗО) 3.3. ЛОлярмметрмя ео время измерения следует поддерживать с помощью термостатз постоянную температуру (н 0,2'С). Показатель преломления целесообразно измерять при 20 или 25'С, а у ннзкоплавких твердых веществ несколько выше температуры плавления. Показатель преломления зависит от концентрации растворов. Поэтому рефрактометрию используют также для определения концентрации растворов, для проверки чистоты веществ и контроля за процессами разделения, например можно контролировать перегонку (в аналитических целях). Показатель преломления бинарной смеси линейно зависит от концентрации компонентов (в объемных процентах), если только при их смешивании не происходит изменения объема. В других случаях появляются отклонения от линейной зависимости и для точных определений кон центрации необходимо строить калибровочную кривую.
Зная показатель прелонлелня вещества н н его плотность О, по уравнению Лорентца — Л<>ренцз (Л.ЗО) можно рассчитать нолекулнри>ю рефракцию Ы. вещества, которая является константой, ие зависящей от температуры: где >И вЂ” молекулярная масса, й(< — число Лощчндтз. Молекулярная рефракция позволяет сделать ряд предположений о строении молекулы. Более подробно с этим можно познакомиться в учебннкахнцроие того, она прямо пропорциональна злектронпой почярнзуемостн молекулы о (уравнение (А.ЗО), ср.
также равд. В,4.!.2). Определенные химичсские соединения облада>от «оптической активностью», т. е. если через них пропускать плоскополяризованный свет, то они поворачивают плоскость колебаний света на определенную величину †уг вращения а. Оптическая активность возникает в тех случаях, когда молеку.та соответствующего соединения построена асимметрично'>. Для более подробного ознакомпления с этими вопросами следует обращаться к учебным пособиям по основам оптической изомерии. Вращение плоскости поляризации может происходить вправо (обозначается знаком «+», дчя наблюдателя — по часовой стрелке) или влево (обозначается знаком с — »). Для данного растворителя угол вращения а зависит от концентрации с (в граммах на 100 мл раствора), толщины слоя ! вещества (в дециметрах), '> Оптическая активность некоторых кристаллических веществ (напрннер, кварца) основана на асиинетрин кристаллического строения.
Прн изменениях .агрегатного состояния в подобных случаях оптическая актнвпость исчезает. 3. Олреде <ение <йизичегких свойств )(У мпвратуры ( п длины волны й<>. Для данных длины волны и тематуры угол вращения определяют по формуле (а)л (А.З! )" де [а|г — удельное вращение. Измерения обычно проводят для -линии натрисвой лампы нри температурах 20 или 25'С. Этн: ачення записывают, например, в виде [а! 'и". -е— Принципиальная схема визуального поляриметра (рнс.
861 ючает источник монохроматического света 1, излучение которо- поляризуется призмой 11иколя 2 (поляризатором) и затем продит через кювету 3 с раствором исследуемого вещества. Происдящее при этом отклонснпс плоскости поляризации света опрееляют с помощью второй, вращающейся, призмы Николя 4 (аназатора), которая жестко связана с градуированной шкалой. аблюдаемое при этом через окуляр 5 зрительное поле, раздеенное на две или три части различной яркости, следует сделать 'авномерно осисщснным. Величину необходимого для этого повоа анализатора считывают со шкалы. Для проверки нулевой точприбора проводят аналогичные измерения без исследуемого 'аствора.
Полученный таким образом угол вращения +а может в раной мере соответствовать как правому нращению на угол а (плц 80'+а), так и левому вращению на угол 180' — а (илп 360' — а). очное направленно вращения определяют поэтому прн помощи овторного измерения, которое проводят лиГ>о с половинной толиной слоя жидкости, либо с половинной концентрацией. Если а а рн этом получают угол вращения — (нли — +90 ), то можно счи- 2 ' 2 ать„что вещество является правовращающим; если же новый угол а <х а ашения ранен 90 — — (илп 180 — 2),то имеется левовращаюшее '> Зависнчость вращения плоскости поляризации от длины волны назыют дисперсией врон<ения (лптература по этому вопросу приведена в конце лавы! %20 А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
