Structure moléculaire

Énoncé

On a mesuré la constante diélectrique epsilon/epsilono de CH3Cl (g) à volume constant en fonction de la température:
  T (K)      epsilon/epsilono   
291.2  1.009789 
342.8 1.008448
366.5 1.007847
387.4 1.007387
414.6 1.006912
La pression à 291.2 K était égale à 713.9 mm de mercure. En supposant que CH3Cl se comporte comme un gaz parfait, calculer son moment dipolaire permanent et sa polarisabilité. Que peut-on déduire des résultats concernant la validité de la méthode?

Solution

équation de Debye
L'énoncé nous dit que les mesures ont été effectuées à volume constant. V/n est donc constant; on le calcule avec les données sur la pression à 291.2 K, sachant que le gaz se comporte comme un gaz parfait:
P = 101325×(713.9/760) = 95179 Pa
V/n = RT/P = 8.31451×291.2/ 95179 = 0.02544 m3.mol–1
résultats
figure
Réponses: µ = 6.61×10 -30 C.m =1.98 D; alpha = 4.5×10 -41 unités SI; alpha/4piepsilono = 4.1×10 -31 m3.mol-1.
La méthode donne de bons résultats pour déterminer µ puisque la pente est calculé avec une bonne précision. L'extrapolation à 0 est par contre beaucoup moins précise. Une analyse statistique (représentée par les lignes grises sur la figure) montre une grande incertitude sur l'estimation de alpha

Page précédente