Дипольный момент и поляризация раствора

Индукционное взаимодействие. Установлено, что раствори — тели, обладающие значительным дипольным моментом, способны индуцировать дипольный момент у молекул асимметричной и сла— боасимметричной структуры. Следовательно, индуцированию подвержены как полярные, так и некоторые неполярные углеводороды масляного сырья. Поляризации подвержены в большей степени полициклические ароматические углеводороды, у которых ароматические кольца слабо экранированы нафтеновыми циклами и короткими алкильными цепями (то есть голоядерные). Под влиянием элв стростатического поля растворителя в таких молекулах масляной фракции возникает дeфopмai ия внешнего электронного слоя, что приводит к неравномерному распределению зарядов на отдельных участках молекул. В результате неполярная молекула временно превращается в индуцированный диполь. Молекулы с индуцированным дипольным моментом подвергаются далее ориентационному взаимодействию и переходят и раствор полярного растворителя. Индукционные силы взаимодействия зависят от силы электростатического поля полярной молекулы, то есть от значения дипольного момента и химической природы неполярных молекул, а именно от способности их поляризоваться. Индуцированный дипольный момент пропорционален напряженности поля Е, то есть =аЕ, где а характеризует степень поляризуемости индуцированной молеку — лы. [c.215]

Для электрической ориентации частиц имеется гораздо больше возможностей. Исследования показывают (Толстой, 1955 г.), что анизометрические коллоидные частицы в водных растворах обычно обладают электрическими дипольными моментами, достаточными для того, чтобы за время достижения стационарной ориентации частиц в электрическом поле не произошло заметного разогревания раствора за счет прохождения через него тока (при надлежащей очистке раствора от электролита). Коллоидные частицы и макромолекулы могут иметь как собственный дипольный момент, определяемый их строением, так и дипольный момент, индуцированный электрическим полем. Если использовать постоянное электрическое поле (или постоянные импульсы напряжения), то ориентация частиц будет обусловлена взаимодействием с полем обоих видов диполей, и вклад от каждого из них в общий эффект выделить нелегко. Автор с сотрудниками (1959 г.) добились ориентации коллоидных частиц (галлуазита, бензопурпурина и многих других веществ в воде) с помощью высокочастотного электрического поля при частоте порядка десятков и сотен килогерц. При этом было пока зано, что влияние собственного дипольного момента, который жестко связан с частицей и заставляет ее колебаться в переменном поле, полностью подавлено из-за инерционности частицы. В этом случае она ориентируется только за счет взаимодействия с полем индуцированного момента, который, меняя направление синхронно с полем, создает постоянный момент силы. Величина этого момента в водных растворах достаточна для ориентации частиц. По-видимому, он возникает за счет поверхностного слоя воды. Если эта гипотеза подтвердится, то данный метод электрической ориентации частиц окажется универсальным для водных растворов. Применение высокочастотных электрических полей помогает значительно ослабить или устранить такие мешающие явления, как электролиз, поляризация и электрофорез, что делает метод особенно перспективным. Если же исследования этим методом дополнить параллельными исследованиями при ориентации в постоянном электрическом поле, то можно оценить величину постоянного диполь-ного момента частиц и найти угол между постоянным и индуцированным дипольными моментами. Например, при изучении частиц, галлуазита выяснилось, что индуцированный момент ориентиро [c.33]

Для вычисления дипольного момента молекул полярного вещества, находящегося в жидком или в твердом агрегатном состоянии, используют данные зависимости поляризации раствора в неполярном растворителе при бесконечном разведении от обратной температуры (рис. 2). Молярная поляризация раствора определяется по уравнению [c.14]

Найдя несколько значений Р , для разных концентраций, вычерчивают кривую зависимости поляризации растворенного вещества от концентрации, экстраполируют кривую до бесконечного разведения раствора и определяют графически поляризацию растворенного вещества при его предельном разбавлении и заданной температуре это значение обозначается через Р ,- Вычислив Р при нескольких температурах, строят график зависимости Роо=/(1/Т), находят тангенс угла ф = В и по (1,143) вычисляют дипольный момент растворенного вещества. [c.57]

Дипольный момент в разбавленных растворах. Определение степени ассоциации на основании дипольных моментов Если на молекулу наложить внешнее поле силы (напряженности) Е, то действительная сила поля внутри молекулы, р, будет больше на дополнительную силу поля, пропорциональную поляризации Р. [c.69]

Отсюда следует, что вектор поляризации Р равен электрическому моменту единицы объема. Выражение (У.13) является очень важным в развитии диэлектрической теории гомогенных систем, таких как молекулярные растворы. При теоретическом анализе молекулярных растворов электрический момент Р для единицы объема, определяемый уравнением (У.13), вычисляется как сумма дипольных моментов молекул, находящихся в единице объема. Благодаря аддитивности вектора поляризации, вычисление электрического момента упрощается. [c.317]

При помощи экстраполяции к бесконечно разбавленному раствору в диоксане найдено, что молярная поляризация окиси пиридина 5H5NO составляет 411 см /моль при 25° С. Молярная рефракция молекулы 5H5NO равна 28 см моль, что приблизительно соответствует 4л.Уд (ае-[-ао)/3. Рассчитать дипольный момент. [c.454]

Положение существенно изменяется при переходе к растворам, в которых электростатическое взаимодействие между ионами значительно ослабевает в результате сольватации ионов молекулами растворителя, т. е. образования вокруг каждого растворенного иона оболочки из молекул растворителя. Сольватная оболочка образуется в результате ориентации дипольных моментов молекул по направлению поля, создаваемого ионами, а также в результате поляризации молекул растворителя полем центрального иона (образования у них наведенного дипольного момента, также ориентированного по направлению электростатического поля иона). [c.30]

Следовательно, зная величину поляризации раствора и растворителя, можно найти величину поляризации растворенного вещества Рг. Определяя затем сумму атомной и электронной поляризации растворенного вещества или одну только электронную поляризацию (по уравнению Лоренца-Лорентца), по разности находят ориентационную поляризацию, а затем и дипольный момент растворенного вещества. [c.413]

Для более точного вычисления дипольного момента необходимо определять поляризацию, особенно у полярных веществ, в разбавленных растворах. Это исключает междипольное взаимодействие между полярными молекулами. В этом случае удобно воспользоваться удельными поляризациями [c.86]

Оптически активные материалы — это среды, обладающие естественной оптической активностью, т.е. способностью среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через нее оптического излучения (света). Впервые оптическая активность была обнаружено в кварце, а затем в чистых жидкостях, растворах и парах многих веществ. Оптически активные материалы разделяют на правовращающие (положительное вращающие) и левовращающие (отрицательное вращающие). Это условное деление теряет смысл лишь вблизи полос собственного (резонансного) поглощения среды. Некоторые вещества оптически активны лишь в кристаллическом состоянии, так что их оптическая активность — свойство кристалла в целом, а не определяется строением отдельных молекул. Современная теория оптической активности учитывает взаимодействие электрических и магнитных дипольных моментов, наведенных в молекуле полем проходящей волны, а также дисперсию — зависимость показателя преломления среды от длины световой волны. Дпя нормальной оптической активности показатель преломления увеличивается с ростом длины волны. [c.256]

Пример 6. По данным зависимости диэлектрической проницаемости и плотности растворов нитробензола в бензоле от мольной доли нитробензола с.н.ыо, 298 К, показателю преломления и плотности чистого нитробензола вычислить дипольный момент молекулы нитробензола. Поляризация чистого бензола 26,6Х X 10- кмоль. [c.23]

ПОЛЯ. Ориентация молекул зависит от силы поля и дипольного момента частичек. Этой ориентации препятствуют силы трения в растворе, которые зависят от частоты переменного поля и от времени релаксации. В области частот, при которых вращающее усилие поля и силы трения становятся соизмеримыми величинами, ориентация частичек начинает уменьшаться. Диэлектрическая постоянная, которая является функцией поляризации, также начнет падать. [c.108]

Поляризация в растворе полимеров протекает по нескольким механизмам. Главные из них ориентация диполей и миграция зарядов последний характерен для полиэлектролитов. Дипольный момент всей макромолекулы складывается из диполей отдельных звеньев по правилу сложения векторов. [c.239]

Параллельные (II) и перпендикулярные ( ) полосы отвечают колебаниям дипольного момента, параллельным и перпендикулярным оси полимерной цепи (рис. 5.28). Очевидно, что спектры растворов или неориентированных пленок не дают информации о поляризации колебаний. Напротив, при исследовании белков и полипептидов в анизотропных средах (в ориентированных [c.331]

Для подтверждения существования молекулярных комплексов в сланцевой смоле и их влияния на величину кажущейся полярности дипольные моменты комплексов смолы определены другим методом, основанным на измерении диэлектрической проницаемости е разбавленного раствора исследуемого вещества при различных температурах. Из теории Дебая следует, что ориентационная поляризация поляр- [c.17]

Работа 8. Определение дипольного момента по измерению поляризации раствора [c.62]

Порядок измерений и вычислений. Выше (стр. 41—42) были изложены принципы расчета дипольного момента полярной жидкости по измерению поляризации раствора этой жидкости в неполярном растворителе. [c.62]

Каждая конформация молекулы полярного полимера в растворе должна иметь дипольный момент, выраженный в единицах Дебая и равный векторной сумме моментов дипольных групп вдоль цепи. Для среднего квадрата дипольного момента, отнесенного к мономерной единице цепи, современные теории диэлектрической поляризации конденсированной среды дают следующее уравнение [c.468]

Никаких прямых данных о механизме сольватации в таких растворах нет. Сольватация в электролитных растворах, где молекулы растворителя обладают дипольным моментом, близким к нулю, вряд ли может быть описана электростатическими теориями даже с учетом поляризации. В случае же химического взаимодействия молекул растворителя с электролитом отпадает необходимость введения понятия ионных нар как одного из объяснений отсутствия раз.личия в сольватации диссоциированных и недиссоциированных молекул электролита молекулы соли сольватируются в подобных случаях почти так же, как и ионы. [c.269]

Из найденной величины полной поляризации для бесконечно разбавленного раствора дипольный момент находят последующим соображениям. Первое слагаемое (коэффициент А) в уравнении (XX, 8) представляет поляризацию деформации, в которую входят электронная Ре и атомная Рд поляризации. Атомная поляризация незначительна по сравнению с электронной. Поэтому, пренебрегая атомной поляризацией, можно написать, что полная поляризация [c.294]

Частицы золя могут иметь постоянный дипольный момент. При определении диэлектрической проницаемости в электрическом поле диполи ориентируются, вследствие чего увеличивается поляризация и возрастает значение е. Этот эффект обычно незначителен у типичнь х коллоидных систем, частицы которых, как правило, не имеют постоянного дипольного момента. У растворов-же высокомолекулярных соединений, молекулы которых могут обладать постоянным дипольным моментом, этот эффект может приводить к значительному увеличению диэлектрической проницаемости. [c.222]

II направлен вдоль оси у здесь —момент связи, соединяющий атомы а и Ь. По данным наблюдений величина дипольного момента перекиси водорода ( —2,1-10 эл. ст. ед.) ближе к величине дипольного момента воды (1,834-10 эл, ст. ед.), чем к нулю, и поэтому, казалось бы, напрашивается вывод о правильности плоской модели ванны . Однако наряду с необходимостью учета эффектов поляризации имеются другие соображения, говорящие протпвдплоской модели и в пользу принятия структуры, в которой один из атомов водорода лежит в плоскости, наклоненной на угол ф к плоскости ху и проходящей через центр соседнего атома кислорода. По оценке Сазерленда и Пенни [2], величина гр лежит между 90 и 100°. Сколько-нибудь надежно предсказать теоретическое значение невозможно, а получение точных экспериментальных значений моментов инерции затруднительно вследствие самопроизвольного разложения 2H202->H20-f0.j как в газовой фазе, так и в растворе. Однако, вряд ли приходится сомневаться в том, что молекула перекиси водорода скручена и что расстоянпе кислород—кислород в равно 1,48 [c.442]

Сочетая эхе уравнение с уравнением (41), можно найти зависимость о Ргг однако на численные значения слишком сильно влияют ошибки при определении (а и Р. 1<1с, и поэтому эти значения не представляют начительного интереса. Результаты, полученные при некоторых исследованиях диэлектрической постоянной бензольных растворов, приведены в табл. 36. Предельные значения молекулярной поляризации растворенных веществ Р и соответствующие дипольные моменты (в дебаях) содержатся во втором и третьем столбцах. Предельные значения коэффициентов наклона (1Р 1(1с были получены графическим путем. Для вычисления длины малоР оси а было допущено, что Л = Значения а, полученные из, данных по изучению влияния диэлектрической постоянной и из уравнения (44), приведены в предпоследнем столбце. Они имеют правильный порядок величины и хорошо согласуются с двумя значениями, полученными с помощью уравнений (43) [c.196]

Эти формулы относятся только к магнитным частицам. Дискриминация электрического аналога в этих и других формулах будет проводиться и в дальнейшем. Для этого есть ряд веских причин. Первая состоит в том, что имеющаяся во многих случаях идентичность магнитных и электрических эффектов делает излишним дублирование формул. Раз-тичие заключается в вычислении энергии и момента сил, которое иллюстрировано приведенными выше формулами, в частности формулами (3.11.9) и (3.11.10). Вторая причина — различие в досту пности для экспериментирования ориентационного структурирования в электрическом и магнитном полях. Структурирование электрическим полем достигается только в специальных случаях, а возможность измерения электрической поляризации также сопряжено с рядом трудностей. Измерение статической электрической поляризации и вовсе неосуществимо. Магнитное поле в этих отношениях является предпочтительным. Единственное, о чем необходимо позаботиться, — это подбор дисперсной фазы. Она должна быть магнитной. Никаких других ограничений, в том числе отностельно природы среды, не существует. Это может быть диэлектрическая жидкость или раствор электролита высокой концентрации, это может быть даже расплавленный металл, что, кстати, позволяет достичь температуры Кюри магнитного материала и поставить сравнительный эксперимент с одной и той же системой при магнитном и немагнитном состояниях дисперсной фазы. Все эффекты магнитной поляризации и структурирования могут быть реализованы и исследованы экспериментально, тогда как с электрической поляризацией это вряд ли возможно. Наконец, третья причина, по которой далее будет отдаваться предпочтение ферромагнитным системам, — отсутствие трудностей с вычислением и с измерением величины магнитного дипольного момента частиц в случае однодоменных частиц шш в состоянии насыщения многодоменных частиц их магнитный момент легко вычисляется по формуле [c.683]

По результатам измерения электрофизичес1сих характеристик остатков и битумов даже при температуре выше 250 °С в них сохраняются структурные образования. Диэлектрическая проницаемость нефтяных остатков и полученных из ешх битумов при повышении температуры увеличивается. Такое поведение обратно 1Ю-ведению обычных веществ, диэлектрическая проницаемость которых при повышении температуры уменьшается. Характер температурной зависимости диэлектрической проницаемости и тангенс угла диэлектрических потерь свидетельствует о преобладании в остатках и брпумах дипольно-релаксационной поляризации, характерной для молекул с постоянным дипольным моментом. При изменении температуры наблюдается экстремальное изменение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь. Прохождение этих величин через экстремумы при изменении температуры связано с критическими фазовыми переходами (образованием новых фаз). Структурные образования сохраняются и при растворении нефтяных остатков даже в таком хорошем растворителе, как бензол. Исследования диэлектрических характеристик бензольных растворов компонентов нефтяных остатков и битумов показали, что между смолами и асфальтенами проявляются более сильные взаимодействия, чем между отдельными частицами только смол или асфальтенов. Мольная поляризация комплекса из смол и асфальтенов может периодически изменяться. Величина этих изменений определяется мольным соотношением между смолами и асфальтенами и является кратной 0,25 моля асфальтенов. Аналогичная картина наблюдается и при изменении концентрации асфальтенов в системе масла—смолы—асфальтены. [c.756]

Тот факт, что ионные пары имеют большой дипольный момент и из них может быть получено, с учетом поляризации, не абсурдное межионное расстояние, свидетельствует в пользу их существования. Недавно эти выводы были подтверждены диэлектрическими измерениями Девиса и Вильямса [101 в бензольных, ксилольных и диок-сановых растворах. В то же время Гилькерсон и Сривастава [И] показали, что, как правило, неисправленные хмежионные расстояния, полученные из электропроводности, иа 2—3 А больше, чем вычисленные из данных по д. п. растворов. Рассчитанные ими величины а ионных пар в смесях бензол — дихлорбензол, в чистых бензоле, хлорбензоле и бромбензоле меняются почти на 30% с изменением д. п. от 2,3 до 6. Эти данные позволяют предположить, что дело не только в поляризуемости. [c.268]

Из теории Дебая следует, что ориентационная поляризация молекул обратно пропорциональна абсолютной температуре. Тангенс угла наклона касательных к точкам кривых на рис. 12.42 является функцией дипольного моментам. Таким образом, дипольный момент асфальтенов в растворе бензола может изменяться в зависимости от температуры в широком интервале и даже принимать отрицательное значение. Для объяснения подобных явлений ЬСирквуд предложил рассматривать полярные молекулы совместно с соседними молекулами как структурно единую единицу. При этом предполагается, что [c.790]

Из теории Дебая следует, что ориентационная поляризация молекул обратно пропорциональна абсолютной температуре. Тангенс угла наклона касательных к точкам кривых на рис. 41П является функцией дипольного момента. Таким образом, дипольный момент асфальтенов в растворе бензола может изменяться в зависимости от температуры в широком интервале и даже принимать отрицательное значение. Для объяснения подобных явлений Кирквуд предложил рассматривать полярные молекулы совместно с соседними молекулами как структурно единую единицу. При этом предаю-лагается, что дипольный момент локализован в грутше молекул. Для учета числа составляющих ассоциат молекул, а также взаимного расположения диполей, Кирквуд внес некоторые изменения в уравнение Дебая [c.757]

Если в соответствии с мнением Косселя, Фаянса и других принять, что химические силы между ионами металла, молекулами аммиака и воды обусловлены лишь электрическим притяжением между электрическими зарядами иона металла и постоянными я индуцированными диполями молекул, то можно объяснить многое в образовании и устойчивости амминов. Следует отметить только два интересных момента. Известно, что постоянный дипольный момент воды несколько больше постоянного дипольного момента аммиака , но зато аммиак больше поляризуется, о чем свидетельствуют рефрактометрические измерения и, вероятно, поэтому молекулы аммиака обычно связаны с ионами металла сильнее, чем молекулы воды. Различие в поляризуемости проявляется меньше в случае больших ионов щелочных и щелочноземельных металлов с электронной оболочкой инертного газа. Этим объясняется то, что в водных растворах этих ионов не образуются аммины (исключение составляют только очень концентрированные растворы). Этого не наблюдается в случае ионов металлов побочных групп, которые вследствие своей электронной конфигурации имеют значительно большую энергию поляризации и где соответственно происходит значительное образование амминов даже при малых концентрациях (если только радиус не очень велик и мал заряд). [c.76]

В таких системах путем экстраполяции до бесконечного разведения Р находят молекулярную поляризацию свободных отдельных молекул вещества однако, и она получается лишь с известным приближением, так как она изменяется в зависимости от растворителя и отличается от значения дипольного момента в парообразном состоянии. Метод измерения дипольных моментов в разбавленных растворах становится неприме- [c.70]

Уравнение Онзагера принадлежит к числу наиболее употребительных для систем с Н-связью. Для растворов обычно строится зависимость молекулярной поляризации (см. табл. 2), вьмисленной по измеренной диэлектрической постоянной, от концентрации. Экстраполяция к бесконечному разведению дает Роо и, следовательно, дипольный момент. Для его определения необходимо знать величину электронной (Ре) и атомной (Рд) поляризаций. Электронную поляризацию Ре обычно находят из показателя преломления, а величину Рд (которая, к счастью, мала) оценивают приближенно или же ею вовсе пренебрегают. В книге [1906] описаны методы Смайса и Хеде- [c.20]