Практическая часть. Молекулярная рефракция

Молекулярная рефракция

Цель работы: изучить рефрактометр Аббе; приобрести навыки по измерению показателя преломления жидкостей; рассчитать плотность жидкости по ее химическому составу и показателю преломления; определить показатель преломления жидкости по углу полного внутреннего отражения, а также непосредственно по закону преломления.

Принадлежности: рефрактометр ИРФ-22, осветитель, набор органических растворителей, протирочная вата, стеклянная палочка, сосуд с жидкостью, лазер, линейка, штангенциркуль.

Практическая часть

1. Ознакомились с теоретической частью работы.

2.

рис.1

Определили показатель преломления жидкости по трем лучам:

2.1. Ознакомились с экспериментальной установкой.

2.2. Включили лазер.

2.3. Установили сосуд с жидкостью так, чтобы лазерный луч проходил через ось симметрии сосуда.

2.4. Направили луч на поверхность жидкости (см. рис.1). Нашли световые пятна на поверхности сосуда, соответствующие падающему лучу, отраженному и преломленному. Измерили расстояния от центров этих пятен до поверхности жидкости (h1, h2, h3 соответственно). Измерили диаметр сосуда.

2.5. Измерения проводим для трех значений угла падения.

2.6. Вычисляем показатель преломления жидкости, оцениваем его случайную погрешность.

№ опыта	h1	h2	h3	D см	sin1	sin2	n2	n2-<n2>	(n2-<n2>)²
		8,7	13,8	12,18	0,176684	0,134649	1,33713	-0,00037	0,00000000
	7,5	9,4	14,5	12,17	0,173421	0,130402	1,33723	-0,00027	0,00000000
	6,1	11,3		12,16	0,167402	0,127154	1,33814	0,00064	0,00000000
				<D>			<n2>		∑
				12,17			1,3375		0,00000000
σслуч	0,00756

Откуда значения в выделенных ячейках???

n=(1,3375±0,008) неверное округление!

3. Определяем показатель преломления по углу полного внутреннего отражения:

3.1. Направляем луч снизу на поверхность жидкости.

3.2. Получаем скользящий луч.

3.3. Измеряем расстояния h1 и h2.

3.4. Измерения проводим три раза.

3.5. Вычисляем показатель преломления жидкости, оцениваем его случайную погрешность.

№ опыта	h1	h2	D см	sin1	n2	n2-<n2>	(n2-<n2>)²
	4,9	3,5	12,18	0,754646	1,356125	0,018119	0,0003282981
	4,3	2,9	12,17	0,758202	1,35691	-0,018904	-0,0003573612
	5,6	3,9	12,16	0,78065	1,300984	-0,037022	0,00137062848
			<D>		<n2>		∑
			12,17		1,338006		0,00134156538
σслуч	0,02249

 

n=(1,38±0,02)

4. Определяем положение лазера, при котором плоскость поляризации луча лежит в плоскости падения:

4.1. Направляем луч сверху на поверхность жидкости под углом примерно 45º.

4.2. Вращая лазер вокруг продольной оси, измеряем значения углов, при которых яркость отраженного луча минимальна.

4.3. Вращая лазер вокруг продольной оси, измеряем значения углов, при которых яркость отраженного луча максимальна.

4.4. Сравниваем соотношения между углами с теоретическими.

№ опыта	min	max	соот м\у углами
			теоретический

Соотношения между углами рассчитанным и теоретическим отличается в следствии того, что человеческий глаз неспособен четко различать интенсивность света.

Объясните наблюдаемый эффект.

5. Ознакомились с устройством и принципом работы рефрактометра Аббе.

6. Определим плотность чистого ацетона. Для этого:

6.1. Измерим показатели преломления n _D²⁰ указанных в таблице чистых веществ. Измерения проведем 3 раза для каждого вещества.

6.2. Оценим полную погрешность σ_n для каждого вещества.

№ опыта	вода nD20	nD20-<nD20>	(nD20-<nD20>)²	сприт	nD20-<nD20>	(nD20-<nD20>)²	глицирин	nD20-<nD20>	(nD20-<nD20>)²	ацетон	nD20-<nD20>	(nD20-<nD20>)²
	1,4325	0,010666667	0,000113778	1,456	0,004333	1,88E-05	1,438	-0,0345	0,00119	1,429	-0,00167	2,78E-06
	1,408	-0,01383333	0,000191361	1,474	0,022333	0,000499	1,483	0,0105	0,00011	1,424	-0,00667	4,44E-05
	1,425	0,003166667	1,00278E-05	1,425	-0,02667	0,000711	1,4965	0,024	0,000576	1,439	0,008333	6,94E-05
	<nD20>		∑	<nD20>		∑	<nD20>		∑	<nD20>		∑
	1,421833333		0,000315167	1,451667		0,001229	1,4725		0,001877	1,430667		0,000117
σ случ	0,005917645			0,011684			0,01444			0,0036
σ сис	0,0005			0,0005			0,0005			0,0005
σ	0,00593873			0,011695			0,014448			0,003635

 

 

	вода nD20	сприт nD20	глицерин nD20	ацетон nD20
σ;практ	0,014062	0,088535	0,40481	0,012
σ;теор	0,012374	0,02086	0,01096	0,02086

ЧТО ЭТО?????

6.3. Вычисляем молекулярные рефракции R _практ этих веществ (кроме ацетона) по формуле Оценим погрешности σ_R, используя σ_n, σ_ρ и σ_М.

6.4. По данным из табл. 2 и 3 (см. Приложение) рассчитаем молекулярные рефракции R _теор исследуемых веществ (включая ацетон) по системе рефракций связей и атомных рефракций.

	вода nD20	спирт nD20	глицерин nD20	ацетон nD20
	1,4218±0,0005 надо полную погрешность брать!!!	1,452±0,012	1,473±0,014
ρ±σρ, г/см3	0,9982±0,012	0,7893±0,003	1,258±0,003
М±σМ, г/моль	18,02±0,01	46,07±0,01	92,09±0,01	58,08±0,01
R практ	4,585877116	16,41917148	17,52239351
R теорат	3,725	12,691	20,629	15,379
R теорсв	3,76	13,05	20,96	16,02

Расписать, как считали теоретическую R

6.5. Оценим относительную погрешность молекулярной рефракции ацетона по формуле: ,

где σ _i – погрешности, определенные в пункте 6.4 для исследованных веществ, N = 3.

Ну и где погрешности?

6.6. Вычислим плотность ацетона, считая, что R _теор = R _практ, с определенной погрешностью. Оценим погрешность σ_ρ с учетом σ_n, σ_R и σ_М.

 

г/см³ M=58,08, Откуда R=15,7

σ_ρ=0,0015

Подставьте значения, дабы я видела как считали

Окончательный результат: (8257±15) 10^-4 г/см³

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Международного государственного экологического университета

имени А. Д. Сахарова

 

Факультет мониторинга окружающей среды

 

 

отчет

по лабораторной работе №4

 

«Молекулярная рефракция»

 

 

работу выполнили студенты 01042 гр.

Головнев Антон

Узгорок Максим

Филипенко Дмитрий

 

.

 

 

Минск 2011