Sprawdzanie związku Lorentza-Lorenza dla roztworów.

Ćwiczenie nr 71.

Temat: Sprawdzanie związku Lorentza - Lorenza dla roztworów.

LITERATURA:

1. J.L. Kacperski K. Niedźwiedziuk, I Pracownia Fizyczna- wybrane ćwiczenia.

2. R.P. Feynman R.B. Leighton M. Sands, Feynmana wykłady z fizyki, t. 2, cz. 1, cz. 2.

3. A.K. Wróblewski J.A. Zakrzewski Wstęp do fizyki, t. 2. 4. C. Kittel Wstęp do fizyki ciała stałego.

ZAGADNENIA KOLOKWIALNE:

1. Pole elektryczne w dielektrykach. Wektor polaryzacji.

2. Równanie Clausiusa - Mossottiego. Wzór Lorentza-Lorenza. 3. Budowa i zasada działania refraktometru Abbego.

PRZEBIEG ĆWICZENA:

1. Sporządzić 8-10 roztworów cukru w wodzie o stężeniach od 0,5 do 10%. 2. Zmierzyć współczynnik załamania wody destylowanej za pomocą

refraktometru Abbego.

Pomiar wykonać następująco:

-przemyć pryzmat refraktometru eterem lub czterochlorkiem węgla (CCl4).

-za pomocą bagietki umieścić na powierzchni pomiarowej pryzmatu kilka kropel wody tak, aby cała powierzchnia została pokryta cieczą.

Należy robić to ostrożnie, aby nie porysować pryzmatu ! - opuścić pryzmat pomiarowy

- otworzyć okienko oświetlające pryzmat (do oświetlenia można użyć lampki). - obracając pokrętłem z lewej strony refraktometru znaleźć rozgraniczenie

jasnego i ciemnego tła w górnym okienku okularu. Następnie za pomocą pokrętła z prawej strony refraktometru uzyskać ostre, bezbarwne

rozgraniczenie jasnego i ciemnego tła w górnym okienku okularu. Linię rozgraniczenia naprowadzić na punkt przecięcia nici pajęczych

- w dolnym okienku okularu odczytać współczynnik załamania z dokładnością do 1/10 działki (w myśli podzielić ją na 10 części).

- pomiar powtórzyć 3 razy i znaleźć wartość średnią.

3. Posługując się refraktometrem Abbego jak w punkcie 2 zmierzyć

współczynnik załamania światła dla poszczególnych roztworów cukru w wodzie.

4. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli:

Lp. Stężenie c (%) Współczynnik załamania n

2 1 3 ₂ 2     n n 

Wykreślić zależność ζ(c). Punkty pomiarowe na wykresie umieścić w tzw. prostokątach błędów. Błąd pomiaru stężenia c można określić metodą pochodnej logarytmicznej, a błąd pomiaru ζ – metodą różniczki zupełnej.

5. Znaleźć polaryzowalność α wody:

N n n 2 1 3 ₂ 2     

gdzie n jest zmierzonym wcześniej (pkt. 2) współczynnikiem załamania światła dla wody, a N można obliczyć ze wzoru:

M N

N _ A

gdzie NA jest liczba Avogadro, ρ gęstością, a M masą molową.

Do obliczeń przyjąć: NA= 6,023 . ₁₀23_mol –1 M= 18 . ₁₀-3 _kg/mol ρ=103 _kg/m3_.

Błąd pomiaru α można obliczyć metodą różniczki zupełnej. Przyrządy:

refraktometr Abbego, lampa, woda destylowana, cukier, menzurki, waga laboratoryjna, czterochlorek węgla.