curs 3. fenomene optice.refractia.indice de refractie.refractie molara
TRANSCRIPT
FENOMENUL DE REFRACTIE. INDICELE DE REFRACTIE.
REFRACTIA MOLARA
1,2sin
sinn
r
i
1,2sin
sinn
r
i
12,1
2
v
vn 0
2
2v
cn 0
1
1v
cn
Valoarea indicelui de refracţie trebuie însoţită de precizarea condiţiilor în care a fost determinată.
De obicei:-sursă radiaţia monocromatică a liniei D a sodiului ( = 5893 A0) -temperatura de 250C ( )25
Dn
Indicele de refracţie - constantă fizică importantă pentru caracterizarea compuşilor identificarea şi determinarea gradului de puritate
Valoarea sa depinde de mai mulţi factori: natura, starea de agregare deci şi densitatea substanţei, temperatura, presiunea în special la gaze, lungimea de undă a radiaţiilor din vizibil (dispersia luminii), direcţia de propagare a razei de lumină în unele monocristale (birefringenţă optică).
Unghiul limită, notat “l” este valoarea maximă a unghiului de refracţie, pentru care raza de lumină intră în mediu mai dens (2), practic tangent la suprafaţa de separare, sub un unghi de incidenţă maxim, .
2
i
nll
sin
1
sin
90sin 0
nl
1sin
1
2
12
2
n
nr
13
2
2
..2
1
molcmMrM
n
nRm
2n2
vizviz n
2'
2
1 4
2 3viz
m A e eviz
n MR N P
n
iem PPR
miem PPPR
mmmi RRPP 1,0
Nr. crt. SUBSTANŢA RM (cm3.mol-1)
vapori lichid
1 Apă 3,74 3,71
2 Benzen 28 26
3 Amoniac 5,60 5,54
4 Etanol 13,05 12,22
5 Acetonă 16,20 16,05
6 Cloroform 21,44 21,37
13.62,42
molcmRCH
HCHHC RRR 262126
13.21,262,4663,29 molcmx
13.418,222
molcmRRR HCHC
13.1,12
21,2 molcmRH
13.73,1 molcmR CC
Nr. crt. Atomul sau incrementul RD (linia D a sodiului cu
= 5893A cm3.mol-1)
1 C 2,418
2 H 1,100
3 O (carbonilic) 2,211
4 O (hidroxilic) 1,525
5 O (eteric) 1,643
6 Cl 5,967
7 Br 8,865
8 I 13,900
9 N (amină primară) 2,322
10 N (amină secundară) 2,502
11 N (amină terţiară) 2,840
12 S (mercaptani) 7,690
13 C=C (increment) 1,733
14 CC (increment) 2,398
Nr. crt. Legătura RD Nr. crt. Legătura RD
1 C-H 1,676 17 C-O (metilcetone) 3,490
2 C-C 1,296 18 C-S 4,610
3 C-C (în ciclopropan) 1,500 19 C=S 11,910
4 C-C (în ciclobutan) 1,380 20 C-N 1,570
5 C-C (în ciclopentan) 1,260 21 C=N 3,750
6 C-C (în ciclohexan) 1,270 22 CN 4,820
7 C-C (aromatic) 2,690 23 N-N 1,990
8 C=C 4,170 24 O-H (în alcooli) 1,660
9 CC 5,870 25 O-H (în acizi) 1,800
10 C-F 1,550 26 S-H 4,800
11 C-Cl 6,510 27 S-S 8,110
12 C-Br 9,390 28 S-O 4,940
13 C-I 14,610 29 N-H 1,760
14 C-O (în eteri) 1,540 30 N-O 3,430
15 C-O (în acetali) 1,460 31 N=O 4,000
16 C=O 3,320 32 N=N 4,120
13.4
4 molcmR
R CH
CH HCCCHC RnRnR
nn
22122
Caracterul aditiv-constitutiv al refracţiei molare şi principiul determinării structurii moleculare prin această metodă
Utilizarea metodei optice a refracţiei molare s-a dezvoltat în principal în următoarele direcţii:
•rezolvarea unor probleme de structură moleculară; •evaluarea unor parametrii moleculari: polarizabilitatea medie totală, a
componentelor sale polarizabilitatea electronică şi atomică precum şi a momentului dipolar permanent;
•analiza compoziţiei amestecurilor de lichide organice, metodă bazată pe aditivitatea refracţiei specifice şi a celei molare în cazul absenţei interacţiilor dintre moleculele componenţilor.
rrxrx 2211 121 xx
21
21 rr
rrx
12
12 rr
rrx
Într-un amestec binar, conform regulii aditivităţii se poate scrie:
1log 25 DnPF 4/14/1 . m
l
VM
P
Atom PA Legătura P
C 4,8 Triplă 46,6
H 17,1 Dublă 23,2
N 12,5 Ciclu de 3 atomi 16,7
O 20,0 Ciclu de 4 atomi 11,6
S 48,2 Ciclu de 5 atomi 8,5
Cl 54,3 Ciclu de 6 atomi 6,1
Ciclu benzenic 207,0
Refracorul şi aplicaţiile sale pentru determinări de structură moleculară
Paracorul, ca şi refracţia molară este o mărime aditiv-constitutivă
2.EKn
nnII
unde: nII şi n = indicii de refracţie pe direcţie paralelă şi respectiv normala la liniile de câmp electric
n = indicele de refracţie în absenţa câmpului electric E = intensitatea câmpului electric aplicat K = constanta lui Kerr
Birefringenţa electrică (efectul electro-optic al lui Kerr)
'2
2
3
4
2
1 Am NM
n
nR
α2
α1α3
'3
'2
'1
'
23
1
COMPUSUL K.1015 (la 4000K)
CH4 0
C2H6 0,67
C3H8 0,85
C5H12 1,42
C6H14 2,33
C8H18 3,90
Compusul K.1015 p (D) 1 (1025 cm3) 2 (1025 cm3) 3 (1025 cm3)
CH3Cl 36,5 1,89 54,2 41,4 41,4
CHCl3 -7,4 1,05 66,8 90,1 90,1
Efectul Cotton-Mouton (birefringenţa optică în câmp magnetic)
2HCn
nnm
II
unde: Cm = constanta Cotton-Mouton
H = intensitatea câmpului magnetic
Constanta Cm depinde de natura compusului, de temperatură şi de lungimea
de undă a radiaţiei luminoase.