50247

Визначення енергії дисоціації молекул йоду

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна установка для вивчення спектрів поглинання розчинів йоду зібрана на базі монохроматора УМ–2 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

13510. ЕВТУШЕНКО Е.А. 131 KB
  ЕВТУШЕНКО Е.А. 1932 р. Родился 18 июля на станции Зима Красноярской области. Его отец был геологом но всю жизнь писал стихи и научил сына любить поэзию. Когда семья переехала в Москву будущий поэт во время учебы в школе занимался в поэтической студии Дворца пионеров...
13511. Шекспир Уильям 78.5 KB
  Шекспир Уильям 1564-1616 Шекспир Уильям английский драматург и поэт. Родился 23 апреля 1564 г. в г. СтратфордонЭйвон в семье ремесленника и торговца. В 18 лет Шекспир женился на дочери соседапомещика а в 1857 г. вместе с женой переселился в Лондон где с конца 1580х годов р
13512. Гомер (Homeros) 75.5 KB
  Гомер Гомер Homeros греческий поэт согласно древней традиции автор Илиады {Ilias и Одиссеи Odysseia двух больших эпопей открывающих историю европейской литературы. С XVIII в. в науке идет дискуссия как относительно авторства так и относительно истории создания Илиады и Од...
13513. Анна Ахматова 27.5 KB
  Анна Ахматова 1889-1966 Анна Ахматова псевдоним Горенко Анны Андреевны; 1889-1966 первое стихотворение по ее признанию написала в 11 лет в печати впервые выступила в 1907 году. Ее первый поэтический сборник Вечер вышел в 1912 году. Анна Ахматова принадлежала к группе а...
13514. Графические объекты 23 KB
  Графика Графические объекты компактно передают большой объем информации и оживляют Webстраницу. По принципу формирования изображений графика делится на растровую точечную векторную и фрактальную. Заметим что независимо от природы возникновения изображения на
13515. Глобальные вычислительные сети (ГВС) 22 KB
  Глобальные сети Глобальные сети как и локальные состоят из компьютеров соединенных каналами связи. Глобальные вычислительные сети ГВС всего мира объединены между собой с помощью Интернета. Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратн...
13516. Глобальные сети и управление ими 23 KB
  Глобальные сети Для реализации каждой сетевой услуги требуются своя программасервер и своя программаклиент. Например существуют почтовые серверы и клиенты. В то же время современные браузеры программынавигаторы исследователи обозреватели постепенно берут на...
13517. Способы подключения к Интернету 25 KB
  Способы подключения к Интернету В зависимости от своих финансовых возможностей пользователь выбирает один из трех основных способов подключения к Интернет: удаленный доступ по коммутируемой временно созданной телефонной линии; прямой доступ по выделенному по
13518. Коммутация каналов, сообщений и пакетов 23 KB
  Коммутация каналов сообщений и пакетов По способу передачи информации сети делятся на сети коммутации каналов сети коммутации сообщений и сети коммутации пакетов. При коммутации каналов образуется непосредственное физическое соединение двух узлов. Например ма