ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование сольватации ионов Си2 в водных растворах с помощью спектров поглощения из "Практикум по физической химии Изд 3" Цель работы. Использование результатов изучения спектров поглощения для оценки прочности химической связи. [c.117] Прочность химической связи обычно характеризуется межатомным расстоянием и энергией разрыва связи, а энергия квантов света, возбуждающих электронные переходы в молекулах,— максимумом полосы в спектре поглощения. Поскольку поглощают свет именно валентные электроны, энергия возбуждающего кванта и определяется прочностью химической связи. Чем более жесткой является валентная связь, т. е. чем прочнее связаны валентные электроны с ядрами атомов молекул, тем большая нужна энергия для их возбуждения. И, наоборот, чем более рыхлой является валентная связь, тем легче переходит валентный электрон в возбужденное состояние, тем меньшей будет частота поглощенного кванта. [c.117] Порядок выполнения работы. Задача сводится к измерению спектров поглощения растворов иода, брома и хлора в четыреххлористом углероде и сопоставлению полученных данных с данными о строении молекулы и прочности химической связи. [c.117] Готовят 0,001 М раствор иода, 0,01 М раствор брома и раствор хлора, насыщая хлором растворитель. [c.117] Иод взвешивают в бюксе с крышкой, переносят в мерную колбочку емкостью в 50 мл, частично заполненную растворителем, затем растворитель доливают до метки. [c.117] Растворы брома и хлора готовят под тягой. Для приготовления раствора брома мерную колбу емкостью в 50—100 мл наполняют примерно наполовину растворителем и взвешивают с пробкой. Затем из бюретки с бромом опускают в колбу рассчитанное число капель брома, быстро перемешивают и, закрыв пробкой, взвешивают, после чего доливают растворитель до метки. По разности масс определяют содержание брома в растворе. Насыщение растворителя хлором ведут до появления окраски. Концентрацию хлора определяют обычным аналитическим методом. [c.117] Измерения оптической плотности проводят на приборе СФ-4 или СФ-5. В последнем случае ограничиваются растворами брома и иода. Область измерений составляет для хлора 240—440 ммк, брома 320—600 ммк и иода 400—700 ммк. Вычерчивают спектры. [c.118] Определяют по спектру галогена величину рассчитывают /Стах, силу осциллятора / ПО формуле (17), приведенной на стр. 81, и энергию поглощенного кванта. [c.118] По этим данным делают вывод о сравнительной прочности химической связи в молекулах lg, Вгд и J . Полученные результаты сопоставляют с величинами межъядерных расстояний и энергиями диссоциации молекул галогенов (см. Справочник М., табл. 69). [c.118] Цель работы. Изучение спектров поглощения водных растворов солей и сольватации ионов. [c.118] Электронные спектры поглощения растворов солей металлов с недостроенной -оболочкой могут быть использованы для исследования процессов сольватации, например для выяснения строе-ния сольватной оболочки иона. [c.118] Оптические свойства иона Си определяются только недостроенной электронной оболочкой Свободному иону Си отвечает определенный энергетический уровень, или терм, т. е. определенное значение энергии. Основной терм иона двухвалентной меди— 1) (стр. 83—84). [c.118] В водных растворах солей меди полярные молекулы воды под влиянием иона меди ориентируются вокруг него, образуя сольватную оболочку из шести молекул, создающих вокруг иона электрическое поле определенной симметрии. Симметрия поля зависит от того, как располагаются диполи воды вокруг иона Си . [c.118] Под влиянием этого поля энергетический уровень, отвечающий 3 -оболочке, терм расщепляется, т. е. в растворе для Зс -оболочки будет существовать не одно, а несколько весьма близких энергетических состояний. Теория показывает, что если поле, образуемое оболочкой, имеет симметрию октаэдра, Зй -уровень расщепляется на два подуровня (рис. 46, б) если же поле имеет симметрию тетрагональной бипирамиды (рис. 46, в), Зсг -уровень расщепляется на четыре подуровня. [c.119] Переход иона Си в растворе из основного состояния в возбужденное может происходить при поглощении кванта света. При этом в спектре возникает абсорбционная полоса, отвечающая поглощенному кванту. Этому поглощению растворы солей двухвалентной меди обязаны своей окраской. [c.119] Порядок выполнения работы. Задача сводится, следовательно, к измерению спектра и анализу полосы поглощения. [c.119] Приготовляют приблизительно 0,1 Л1 раствор соли меди, подкислив его 2—3 каплями концентрированной НгЗО. Поглощение измеряют на спектрофотометре СФ-5 или СФ-4 в области 450—1100 ммк через 1 аждые 5—10 ммк по методике, описанной на стр. ЮЗ. Применяют призматическую кювету длиной 1 см. Чем круче поднимается или спадает кривая поглощения, тем короче интервалы длин волн, при которых измеряют оптическую плотность. [c.119] Для того чтобы определить, является ли полоса поглощения симметричной кривой Гаусса или суммой двух кривых поглощения, проводят графический анализ, основанный на преобразовании уравнения кривой Гаусса (15), приведенного на стр. 81. [c.120] Если кривая поглощения представляет наложение двух кривых Гаусса, то точки, отвечающие обеим ветвям контура, длинноволновой и коротковолновой, лягут на разные прямые. [c.120] Для построения графика достаточно выбрать в данном интервале по 8—10 точек на каждой ветви кривой поглощения. По тому, получается ли одна или две прямые на графике, судят о характере расщепления уровня Зс1 иона в растворе и тем самым о расположении молекул в сольватной оболочке. [c.121] Вернуться к основной статье