Allgemeine Grundlagen zu den Versuchen Molrefraktion ...
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TU Clausthal Stand: 04.04.2005<br />
Institut für Physikalische Chemie<br />
Fortgeschrittenen-Praktikum 9. & 10. Dipolmoment & <strong>Molrefraktion</strong> Seite 5/15<br />
⎛ E<br />
pot ⎞ ⎛ µ⋅Ew<br />
cosβ ⎞<br />
W∞exp⎜− = exp⎜ ⎟<br />
kT<br />
⎟<br />
⎝ ⎠ ⎝ kT ⎠<br />
Im zeitlichen bzw. räumlichen Mittel resultiert ein in der Feldrichtung liegendes Moment µ r ,<br />
für das die weitere Rechnung näherungsweise<br />
2<br />
r µ<br />
r r<br />
µ= ⋅<br />
3 kT<br />
E w<br />
ergibt. Da die Polarisierbarkeit der Proportionalitätsfaktor zwischen Dipolmoment und<br />
wirksamer Feldstärke ist, folgt<br />
r 2<br />
µ<br />
α<br />
or<br />
=<br />
3 kT<br />
.<br />
Für Gl. (8) ergibt sich also in ausführlicher Schreibweise<br />
2<br />
ε 1 M N ⎛<br />
r<br />
−<br />
µ ⎞<br />
L<br />
P = ⋅ = αel<br />
+ αat<br />
+ ε + 2 ρ 3ε<br />
⎜<br />
o<br />
3 kT⎟<br />
⎝<br />
⎠<br />
(11)<br />
Aus Gl. (11) folgt, dass die Dimension der Molpolarisation [p] Volumen ⋅ Mol -1 und die des<br />
Dipols [µ] Ladung ⋅ Länge ist.<br />
Für Gase ergibt sich entsprechend Gl. (9) ein analoger Ausdruck.<br />
Durch Messung der Temperaturabhängigkeit der Molpolarisation P und geeignete Auftragung<br />
und Extrapolation lässt sich der Orientierungsanteil der Polarisierbarkeit und die Größe des<br />
permanenten Dipols µ r bestimmen.<br />
Ein gewisser Fehler ergibt sich dadurch, dass bedingt durch die Ausrichtung der Dipole im<br />
Feld auch die Verschiebungspolarisation schwach anisotrop wird, d. h. gewöhnlich in
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