50247

Визначення енергії дисоціації молекул йоду

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна установка для вивчення спектрів поглинання розчинів йоду зібрана на базі монохроматора УМ2 який використовується як спектроскоп. 3 виділені оптичні елементи що входять до складу монохроматора. 2 сфокусоване конденсорною лінзою 3 світло проходить через досліджуваний розчин 4 і потрапляє на вхідну щілину 6 монохроматора. Градуювання монохроматора Для цього потрібно див.

Украинкский

2014-01-18

896.5 KB

2 чел.


Лабораторна робота № 66  

Визначення енергії дисоціації молекул йоду

Мета роботи

Вивчити спектр поглинання парів йоду і визначити енергію дисоціації молекул йоду J2.

Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: вміти описати складові повної енергії молекули та особливості формування молекулярних спектрів

поглинання (§4.4)

Прилади й обладнання

Монохроматор УМ – 2, неонова лампочка, кювета з кристалічним йодом, спиртівка

Теоретичні відомості та опис установки

Спектр поглинання парів йоду J2 складається із ряду серій електронно–коливальних смуг, які мають з однієї сторони різкий край (кант), що є згущенням ліній, з яких складається смуга. Смуги I–ої серії спектру поглинання молекули J2  лежать в межах λ=5000 – 6000Ǻ. При λ=5434Ǻ смуга має з короткохвильової сторони супутник λ=5432Ǻ, з якого починається друга серія смуг. Реперною точкою є кант з λ=5480Ǻ, для якого коливне квантове число рівне =25.

Енергію дисоціації молекули J2  можна визначити графічно, будуючи залежність різниці між кантами смуг від , і екстраполюючи пряму до перетину з осями координат (рис. 1). Площа, обмежена прямою і осями координат, визначає енергію дисоціації молекули J2.

Лабораторна установка для вивчення спектрів поглинання розчинів йоду зібрана на базі монохроматора УМ–2, який використовується як спектроскоп. Оптична схема установки наведена на рис. 2, а її загальний вигляд – на рис. 3. На рис. 3 виділені оптичні елементи, що входять до складу монохроматора.

Як видно з рис. 2, сфокусоване конденсорною лінзою 3 світло проходить через досліджуваний розчин 4 і потрапляє на вхідну щілину 6 монохроматора. Далі, пройшовши дисперсійну призму 8, світловий промінь через об’єктив зорової труби 9 досягає окуляр 11.

Рис. 2

1 – джерело світла; 2 – захисний  кожух джерела світла; 3 – конденсорна лінза; 4 – кювета з досліджуваним розчином; 5 – збиральна лінза; 6 – вхідна щілина; 7 – об’єктив коліматора;

 8 – дисперсійна призма; 9 – об’єктив зорової труби; 10 – візир; 11 – окуляр.

Рис. 3

1 – джерело світла (лампочка розжарювання) в захисному кожусі;

2 – конденсорна лінза; 3 – неонова лампочка в захисному кожусі; 4 – кювета з досліджуваним розчином; 5 – монохроматор УМ–2; 6 – окуляр; 7; 8 регулювальні гвинти; 9 – барабан довжин хвиль; 10 – блок живлення установки.

Послідовність виконання роботи

ЗАВДАННЯ 1. Градуювання монохроматора

Для цього потрібно (див. рис. 3):

  1.  Розмістити на оптичну лаву перед вхідною щілиною монохроматора конденсорну лінзу 2, а за нею – неонову лампочку 3 в захисному кожусі.
  2.  Встановити ширину вхідної щілини монохроматора  ~ 0,22 мм.
  3.  Увімкнути неонову лампочку в мережу 220 В.
  4.  Сфокусувати за допомогою конденсорної лінзи 2 випромінювання неонової лампочки на вхідну щілину монохроматора.
  5.  Досягнути чітке зображення спектральних ліній випромінювання неонової лампочки в окулярі монохроматора 6 за допомогою регулювальних гвинтів 7 і 8, а оптимальну ширину ліній – незначним регулюванням ширини вхідної щілини монохроматора.
  6.  Обертаючи барабан 9 довжин хвиль монохроматора, почергово встановлювати спектральні лінії неону, які зображені на робочому місці і одночасно видимі в окулярі 6, навпроти візира монохроматора і робити відліки  положень спектральних ліній за шкалою барабана. Результати вимірювань записати в таблицю 1.
  7.  Побудувати графік градуювання монохроматора. Для цього по осі абсцис необхідно відкласти значення довжин хвиль  спектра випромінювання неону, а по осі ординат – відповідні їм значення відліків  (у відносних кутових одиницях) за шкалою барабана 9 довжин хвиль монохроматора.

Таблиця 1

λ, Ǻ

, відн.од.

ЗАВДАННЯ 2. Визначення енергії дисоціації молекул йоду J2

Для отримання спектрів поглинання молекул парів йоду необхідно (див. рис. 3):

  1.  Розмістити на оптичній лаві конденсорну лінзу 3 і джерело світла 1, яке знаходиться в захисному кожусі.
  2.  Увімкнути блок живлення 10 монохроматора в мережу 220 В. Спостерігати свічення джерела світла 1.
  3.  Пересуваючи лінзу 3 по оптичній лаві, домогтися чіткого зображення нитки розжарення лампочки джерела світла на вхідній щілині монохроматора. При цьому спостерігати суцільний спектр випромінювання джерела світла в окулярі 6 монохроматора.
  4.  Між вхідною щілиною і конденсорною лінзою 2 розмістити предметний столик.
  5.  Кювету з кристалічним йодом нагріти над спиртівкою протягом декількох секунд, дістаючи в кюветі пари йоду.
  6.  Поставити на предметний столик кювету.
  7.  Регулюючи вхідну щілину монохроматора, домогтися найкращого зображення положень кантів смуг поглинання в окулярі 6 монохроматора.
  8.  Зробити відліки положень кантів смуг поглинання (кожного темного канта на світлому фоні суцільного спектра) за шкалою барабана 9 довжин хвиль монохроматора у відносних кутових одиницях.
  9.  Визначити довжини хвиль , які відповідають кожному канту смуги поглинання, використовуючи графік градуювання монохроматора одержаного в ЗАВДАННІ 1.
  10.  Приймаючи до уваги, що смузі з кантом =5480 Ǻ відповідає коливне квантове число =25, знайти квантові числа для других кантів. При цьому необхідно врахувати, що із зменшенням довжини хвилі канта, збільшується на одиницю і навпаки.
  11.  Перевести довжини хвиль, що відповідають кантам, у хвильові числа (= 1/λ см-1 ).
  12.  Знайти різницю  для сусідніх кантів. Побудувати графік залежності  як функцію від ) і екстраполювати криву  до перетину з осями , .
  13.  Визначити площу обмежену осями ,  і кривою , яка і буде дорівнювати енергії дисоціації  в см-1 .
  14.  Перевести одиниці вимірювання енергії дисоціації в електронвольти (1 еВ = 8047,5 см-1 ).
  15.  Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю 2.

                                                                                                                                                           

Таблиця 2

Назва

речовини

Відлік канта за

барабаном

довжин хвиль,

відн.од.

Довжина

хвилі

канта, Ǻ

Коливне квантове число

Хвильове число канта

,

 см-1

,

 см-1

Контрольні запитання

  1.  Який вигляд мають спектри поглинання молекул, і як пояснити складність молекулярних спектрів?
  2.  Які дискретні значення може приймати енергія молекули?
  3.  Коли відбувається зміна енергії молекули?
  4.  Що таке енергія дисоціації молекули?
  5.  Намалюйте схему розміщення електронних, коливальних і обертальних рівнів для двохатомної молекули.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84809. Расчет трансформаторной электростанции 139.97 KB
  В электроустановках напряжением выше 1000 В работники из числа персонала единолично обслуживающие электроустановки или старшие по смене должны иметь группу по электробезопасности IV остальные работники в смене группу III. В электроустановках напряжением до 1000 В работники из числа оперативного персонала обслуживающие электроустановки должны иметь группу III. 3 В электроустановках не допускается приближение людей механизмов и грузоподъёмных машин к находящимся под напряжением неограждённым токоведущим частям на расстояния менее...
84810. Карамелизированные апельсины с сорбетом 102.89 KB
  В данный момент на рынке ресторанного бизнеса стало целесообразным включать в меню широкий ассортимент кондитерских изделий, ведь главная отличительная черта десертов это их модно и креативное оформление и подача. При приготовлении блюд используются все возможности современного кондитерского искусства.
84811. Основные шкалы измерений и их использование в педагогических исследованиях 735.5 KB
  При планировании и подведении результатов эксперимента определённую роль играют статистические методы, которые дают в том числе, возможность устанавливать степень достоверности сходства и различия исследуемых объектов на основании результатов измерений их показателей
84812. Расчет теплоуловителя из гладких и профилированных листов 237.89 KB
  Работает теплоуловитель следующим образом. теплоноситель от сушильной части бумагоделательной машины подается в нижнюю часть камеры, где очищается от пыли и увлажнителя, затем в теплообменник и, отдавая тепло свежему воздуху через стенки пластин, попадает в вентилятор, из которого выбрасывается.
84813. Разработка комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских операций 1.69 MB
  Все это приводит к необходимости построения, анализа и совершенствования транспортно-грузовых процессов и устройств не просто как отдельных объектов в экономике в целом, в промышленности и на транспорте, а как сложных технических систем, как правило, вероятностным характером функционирования...
84814. Проект цеха по ремонту двигателей с разработкой диагностирования ГРМ двигателей 463 KB
  В технологические процессы ТО внедряют технологическое диагностирование, что позволяет экономить средства на содержание тракторов и автомобилей за счет сокращения простоя на ТО и ремонт, выполнение действительно необходимых регулировочных и ремонтных операций, сокращение расхода запасных частей и топлива.
84816. РАЗРАБОТКА И АДАПТАЦИЯ САЙТА «ИНТЕГРА» для ИП Нафиков 141.79 KB
  В наши дни можно редко встретить компанию, которая бы не обладала бы web-сайтом. Так как, интернет стал для большинства людей источником необходимой информации и средством коммуникаций, практически все организации используют его в качестве своего лица. Шагая в ногу со временем, любая организация...
84817. Восприятие цвета 185.5 KB
  В современном мире все сферы деятельности людей подвержены влиянию новых информационных технологий (НИТ), что приводит к многообразным преобразованиям в сфере социальных отношений, материального и духовного производства.