Informe de Laboratorio de cinética (septiembre 27 de 2011)

Determinación del momento dipolar de un líquido por medidas ópticas y eléctricas

Carabalí Rivera Jazmín Stephany, Paz Pino Olga Lucía, Quimbayo MelisaDepartamento de Química, Universidad del Valle, Cali – Colombia

ABSTRACT

En esta práctica se determinó el momento dipolar del tolueno por medio de medidas ópticas como el índice de refracción y medidas eléctricas a partir de la capacitancia del aire y del tolueno con las placas abiertas y cerradas.

1. IntroducciónCuando dos átomos diferentes se unen para formar un enlace, se produce un leve desplazamiento de los electrones del enlace hacia el átomo más electronegativo. La molécula adquiere un cierto grado de polarización que depende de la diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman el enlace1, por lo tanto, el momento dipolar es la medida cuantitativa de la polaridad de una molécula. En este caso se quiere determinar el momento dipolar del tolueno que es una molécula no polar con una constante dieléctrica baja, para el cual se cumple la ecuación de Debye para calcular el momento dipolar a partir de la densidad, el índice de refracción de la molécula y la constante dieléctrica que se calcula a partir de la capacitancia.

2. ExperimentalPara determinar el momento dipolar del tolueno se utilizó un capacitor de radio variable, con el cual se midió la capacitancia del aire y del tolueno con las placas cerradas y abiertas. Posteriormente, se determinó la densidad con un picnómetro de 1 mL y por último se tomó el índice de refracción con un refractómetro. Cada una de estas mediciones se hizo diez veces.

3. Resultados y discusión Los promedios de los datos obtenidos de la capacitancia del aire y el tolueno con placas abiertas y cerradas, de la densidad y el índice de refracción son:

Tabla 1. Promedio de los datos obtenidos

CapacitanciasPlacas

abiertasPlacas

cerradasCapacitancia del aire 23.2 244.1Capacitancia del tolueno 40.36 565.7Densidad del tolueno 0.8175 g/mLÍndice de refracción del tolueno 1.4875

Para calcular la constante dieléctrica εr se usa la siguiente ecuación:

εr = C cerrado ,sol−Cabierto ,sol

Ccerr ado ,aire−Cabierto ,aire

= 565.7−40.36244.1−23.2

= 2.38

Pm = Mρ

( εr−1

ε r+2 ) =

98.14g

mol

0.8175g

mL

( 2.38−12.38+2 ) =

37.82 mLmol

Pm,e = Mρ

( ne2−1

ne2+2 ) =

98.14g

mol

0.8175g

mL

( 1.48752−11.48752+2 )= 34.56

mLmol

Pm,a = 0.10Pm,e = 0.10 (34.56 mLmol

) = 3.46 mLmol

Despejando Pm,o de la ecuación Pm = Pm,o + Pm,a + Pm,e tenemos:

Informe de Laboratorio de cinética (septiembre 27 de 2011)

Pm,o = Pm – (Pm,a + Pm,e) = 37.82 – (3.46 + 34.56) =

-0.2 mLmol

Para calcular el momento dipolar se usa la siguiente ecuación:

µ2 = 9 KT ε0

N A

Pm,o → µ = √ 9KT ε0

N A

Pm, o =

√ 9 x 1.38 x10−12 x8.85 x10−12

6.02 x1023x−0.2=¿

5. Referencias1.http://quimica3m.blogspot.com/2010/01/polaridad-molecular-y-momento-dipolar.html, 17-09-2011