Ауаның абсолютті сыну көрсеткіші

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ . . .
ОПТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ ӘДІСТЕРІ . . .

1. Колориметрия әдісінің негізі және қолданылу мүмкіндіктері . . .

2. Жарықтың сіңіру заңы (Бугер-Ламберт-Бер заңы) . . .

3. негізі және анализде қолданылуы . . .

4. Рефрактометрия. Рефрактометрлік теория . . .

3. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР . . .

4. ҚОРЫТЫНДЫ . . .

КІРІСПЕ

ОПТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ ӘДІСТЕРІ

1. Колориметрия әдісінің негізі және қолданылу мүмкіндіктері.

2. Жарықтың сіңіру заңы (Бугер-Ламберт-Бер заңы) .

3. негізі және анализде қолданылуы.

Колориметрия. Бұл әдістің негізі - заттың түсінің айқындылығы оның ерітіндідегі концентрациясына тура пропорционал. Яғни, мысал ретінде алынған калийдің бихроматының ерітіндісінің концентрациясын жай ғана көзбен стандарттың бағаналардағы ерітінділермен салыстырып анықтауға болады. Ол үшін концентрациясы анағұрлым жоғары ерітіндіден бірнеше сұйылтылған концентрациясы төмен ерітінділер әзірленеді де, олар биіктігі бірдей және қалыңдығы бірдей түтіктерге құйылады. Осыған байланысты әдісті колор - түс, метрия - өлшеу, яғни колориметрия деп атайды. Себебі кез-келген зат спектрлердің аймағының қандай-да бір бөлігінің нақты толқын ұзындығының электромагниттік сәулесін сіңіруге қабілетті. Белгіленген көру аймағының спектрінде сіңіретін заттардың ерітінділері боялған болады. Өткен жарық түсі ерітіндінің сіңірілмеген жарық спектрінің бөлігі болып болып табылады. Олай болса, ерітінді арқылы өткен сәулеленудің түсі оның ерітіндіде сіңірілген бөлігінің түсінен еренкшеленеді және қосымша түс деп аталады (заттың байқалатын түсі) .

Түсті заттардың ерітінділерінің екінші маңызды сипаттамасы - сіңірілген жарық ағынының мөлшері, ол ерітіндідегі заттың мөлшеріне тәуелді. Егер мысалы, заттың әр бір молекуласы жарықтың квантын сіңіреді, олай болсасіңірілген кванттардың мөлшері молекулалардың мөлшеріне байланысты. Сіңірілген жарық ағынын салыстырмалы шамамен, яғни сіңірумен (А) сипаттайды. А шамасы ерітіндісі бар кюветаға түскен (І0) және одан шыққан жарықтың ағындарының (І1) қатынасының логарифмі ретінде өрнектеледі. Сонымен қатар басқа да шаманы - өткізгіштікті, немесе өткізу факторын (Т) қолданады.

; .

Сіңіру ерітіндідегі заттың молекулалардың мөлшерімен байланысты сіңірілген жарықтың мөлшерін салыстырмалық шамалар арқылы сипаттайды. Сіңіру ерітіндінің концентрациясын және оның жарық сәулеленуі өтетін қабатының қалыңдығын өзгерткенде өзгереді. Сіңірудің ерітіндінің қабатының қалыңдығына тәуелділігін П. Бугер және И. Ламберт анықтады. Бір шама уақыт өткен соң жаңа заңдылықты, яғни сіңірудің заттың концентрациясына тәуелділігін А. Бер анықтады. Аталған тәуелділіктер жарықты сіңірудің Бугер-Ламберт-Бер заңының негізін қалады. [1]

4, Рефрактометрия. Рефрактометрлік теория

Рефрактометрлік әдіс - оптикалық талдау әдістерінің ертерек дамыған түрі. Бұл Ньютон, Л. Эйлер, М. Ломоносов сияқты ғұлама ғалымдардың еңбектері негізінде танылған. Рефрактометрлік әдіс жарықтың сынуын зерттеуде және жеке әрі күрделі заттарды талдауда өзінің мәнін жойған емес. Бұл әдіс берілген заттың сыну коэффициентін өлшеп, анықтауға сүйенеді.

Сыну керсеткіші - балқу, қайнау температуралары, меншікті салмақ, мольдік сіңіру көбейткіші сияқты әр зат үшін тұрақты шама. Сыну көрсеткіші абсолютті (N) салыстырмалы n болып бөлінеді.

Ауаның абсолютті сыну көрсеткіші:

N _B = C ₀ /C _a = 1, 00027. (1)

мұндағы С ₀ және С _а - жарықтың ауасыз кеңістіктегі және ауадағы жылдамдығы. Ал басқа заттардың ауаға қатынасты шартты сыну көрсеткіштері өлшенген, олардын мәні анықтамалық кестелерде келтірілген және олар ауадағы жарық жылдамдығының берілген ортадағы жарық жылдамдығына С ₀ қатынасымен анықталады:

n=C _a /C _x =N (l, 00027 Cu), (2)

мұндағы n - талданатын заттың шартты сыну көрсеткіші, С _а - ауадағы жарық жылдамдығы.

С ₀ - өлшенетін ортадағы жарық жылдамдығы.

Екі мөлдір ортаның арасындағы шекараға жарық сәулесі түскенде, осы шекаралық бетте жарық аз болса да, шағылысады және одан өткен жарық екінші ортада да өз бағытын шамалы болса да, өзгертіп таралады

Екінші ортадағы жарықтың сынуы

Хим1.PNG (3)

Ауасыз ортада:

АуасызОртада.PNG (4)

ал бірінші ортада:

Бірінші Ортада.PNG (5)

Демек, осы екі теңдеуден мына өрнек шығады:

Сонымен.PNG (6)

яғни шартты сыну көрсеткіші абсолюттік сыну көрсеткіштерінің қатынасына тең, немесе:

Абсолютсыну.PNG (7)

Сыну көрсеткіші жарықтың түсу бұрышына тәуелді емес, бірақ ол жарық толқынының ұзындығы мен температурасына тәуелді, сондықтан заттың сыну көрсеткіші тұрақты температура мен бір монохроматты жарықта өлшенеді. Бұл параметрлерді n ²⁵ ₂ деп белгілейді, яғни D- 25°С кезінде натрийдің 589 нм сары сызықты толқын ұзындығында жүргізілгендігін білдіреді. Арнайы жағдайларда ауаның қысымын, ылғалдылығын да ескеруге тура келеді, әйтсе де көбінесе (2) теңдеу жарамды.

Тәжірибе көрсеткендей, егер жарық ауа арқылы өтіп, сұйық ауадан тығыздау екінші ортаға жеткенде, ондағы түсу (берілу) бұрышы сыну бұрышынан әлдеқайда үлкен. Егер сыну бұрышы α ₂ = 90° болса, яғни сәуле жарықты басымдау сындыратын ортадан бәсеңдеу сындыратын ортаға ауысқанда сыну құбылысы болмайды, өйткені sin 90° = 1 және (3) түрленеді.

n ₂ = sinα ₁ (8)

мұндағы сыну құбылысы байқалмайтын α ₁ бұрышын толық, ішкі шағылу (шекті немесе межелі) бұрышы деп атайды. Мұндайда сәуле сынбастан толық шағылады. Жоғарыдағы (8) теңдеу толық ішкі сынудың шарты мен жағдайы бойынша сыну көрсеткішін есептеуге болатынын көрсетеді және ол рефрактометрлік талдау тәжірибесінде жиі пайдаланылады. Заттың сыну көрсеткіші мен тығыздығы өзара сәйкес өзгереді, яғни көрсеткіш пен тығыздық бір мезгілде бірдей не өсіп, не кеміп отырады. Кейбір заттың сыну көрсеткіші, оның тығыздығы белгілі бір тәуелділікте болатыны теориялық және тәжірибелік тұрғыдан айқындалған:

f(n) =r•p, (9)

мұндағы r - пропорционалдық коэффициентті меншікті рефракция, ал онын молекулалық салмаққа көбейтіндісін мольдік рефракция R дейді:

R=M•r (10)

Негізінде Лоренц-Лорентц формуласы теориялық тұрғыдан қолдау тапқан:

R=\frac{(n ² -1) M}{(n ² +2) P} (11)

мұндағы R - мольдік рефракция, ол температура, қысым сияқты сыртқы себептерге тәуелсіз.

Органикалық химияда мольдік рефракциялардын аддитивтілігі кеңінен пайдаланылады, яғни қосылыстың мольдік рефракциясы осы қосылысты түзетін элементтердің атомдық рефракциялары косындысына, ал қоспаның рефракциясы оның құраушыларының мольдік рефракциялары косындысына тең. Ерітінділердің мольдік рефракциясын, олардың құрамының (мольдік үлестігі) сызықтық функциясы ретінде қарастырады. Күрделі қосылыстардың рефракциясын анықтау үшін іс жүзінде байланыс рефракцияларын есептеуге тура келеді. Бұл есептеулер Органикалық қосылысты анықтауға, сипаттауға, құрылымын айқындауға көмектеседі. Ал әрбір атомдардын рефракция мәні анықтамалық кестелерде келтірілген.

Мысалы. (1) кестеде түрлі толқын ұзындығында өлшенген кейбір атомдар мен байланыстардың рефракциясы берілген.

1-кесте

Фогель ұсынған атомдар мен байланыстардын рефракциясы

Atom, байланыс

R _д

R∞

Atom, байланыс: H

Rc: 1, 028

Rд: 1, 028

R∞: 1, 001

Atom, байланыс: C

Rc: 2, 572

Rд: 2, 591

R∞: 2, 540

Atom, байланыс: О (эфирде)

Rc: 1, 753

Rд: 1, 764

R∞: 1, 715

Atom, байланыс: С ₁

Rc: 5, 821

Rд: 5, 844

R∞: 5, 700

Atom, байланыс: О (спиртте)

Rc:

Rд: 1, 610

R∞:

Atom, байланыс: С- Н

Rc: 1, 669

Rд: 1, 676

R∞:

Atom, байланыс: О-Н

Rc: 1, 650

Rд: 1, 660

R∞:

Atom, байланыс: С - О спирт

Rc:

Rд: 1, 460

R∞:

Atom, байланыс: С - Нте

Rc:

Rд: 1, 680

R∞:

Мұндай кестедегі мәліметті пайдаланып, молекулалық рефракцияларды есептеуге болады. Мысалы, метил спиртінің мольдік рефракциясын атомдық рефракциялар бойынша табуға болады:

R _CH30H =R_C + 4R_H + R_0 = 2, 591 +4- 1, 028 + 1, 61 =8, 313

және оны байланыс рефракциясы бойынша:

R _CH30H = 3R _C-H + R _C-O + R _O-H = 3- 1, 618 + 1, 46+1, 66=8, 16.

Ал, осы метил спиртінің тәжірибе кезінде табылған мольдік рефракциясы 8, 060-қа тең. Бұл шамалардың өзара жақындығы қанағаттанарлықтай.

Мольдік рефракция молекуланың поляризацияланумен α, яғни молекуланың электрлік өріс әсерінен деформациялануымен байланысты:

R=2, 52 10 ²⁴ a (12) Сыну көрсеткішінін түскен жарық толқынының ұзындығына тәуелділігін дифракциялық дисперсия (немесе жай ғана дисперсия) деп атайды және оның өлшемі ретінде толқынның екі түрлі ұзындығында өлшенген сыну көрсеткішінің айырмасын қолданады. Іс жүзінде келесі дисперсия түрлерін пайдаланады:

Орташа дисперсия

Δ _DC =(n _D -n _c) -10 ⁴ (13)

Аббе саны немесе дисперсия көбейткіші:

σF _c =\frac{n ₀ -1}{n _F -n _{c} (14)}

меншікті дисперсия:

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.