3 溶液法测定极性分子的偶极矩
溶液法测定极性分子的偶极矩
测定精度较高
通过精确测量溶液的折射 率和电导率等参数，可以 获得较为准确的偶极矩值。
缺点
受溶液浓度影响
01
溶液法测定偶极矩时，结果会受到溶液浓度的影响，需要严格
控制溶液的浓度和纯度。
对测量仪器要求高
02
为了获得准确的测量结果，需要使用高精度的测量仪器，如电
导率计、折射仪等。
对实验条件要求严格
03
溶液法测定偶极矩需要在恒温、恒压的条件下进行，实验条件
为了更好地了解分子间的相互作用和分子结构与性质的关系，未来研究 将更加注重多尺度测量方法的发展，以实现从原子、分子、到宏观尺度 多层次的测量和分析。
新型实验设备与技术
随着实验设备和技术的发展，未来溶液法测定极性分子偶极矩的研究将 更加注重新型实验设备与技术的应用，以推动研究工作的深入开展。
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分子光谱学研究
偶极矩对分子的电子结构和光谱性质有重要影响，通过溶液法测定偶极矩，可以深入理 解分子的光谱行为。
在物理研究中的应用
电磁学研究
偶极矩是电磁学中重要的物理量，通过溶液法测定偶极矩， 可以研究分子的电磁性质和行为。
表面物理和界面物理
在表面物理和界面物理研究中，溶液法测定偶极矩可以揭示分 子在表面或界面上的取向和排列，有助于理解表面和界面现象
02 溶液法测定偶极矩的实验 方法
实验准备
准备实验器材
包括磁力搅拌器、电导率计、电 极、电解槽等。
准备实验试剂
需要选择适当的电解质溶液，如 KCl、NH4Cl等，以及待测极性分 子。
实验环境要求
确保实验室温度、湿度适宜，避免 外界干扰因素对实验结果的影响。
实验步骤
溶液法测定极性分子的偶极矩
溶液法测定极性分子的偶极矩偶极矩是描述分子极性程度的指标之一，在化学研究和生产中有着广泛的应用，如分子的结构确定、溶解度的计算、反应活性的预测等。
测定偶极矩的方法有很多种，其中一种重要的方法是溶液法测定。
本文将对溶液法测定极性分子的偶极矩进行详细介绍。
一、基本原理分子的偶极矩是描述分子极性和分子中心对称性的物理量，它是由分子中正、负电荷分布不均匀而引起的。
在外电场的作用下，极性分子会发生偶极矩与电场方向相同的取向，这种取向是分子能量最低的状态。
偶极矩p与电场强度E之间的关系可以用下式表示：p = kE式中k为比例常数，被称为偶极极化率。
偶极矩的单位通常是D (戴括林)。
1D = 3.336 × 10-30 库仑米。
在溶液中，极性分子会与分子间作用力相互作用，分子取向受到周围分子的干扰。
但是随着电场强度的增加，溶液中的极性分子的取向会出现相应的改变。
假设极性分子的取向只有二种取向，即与电场方向相同或相反，这种取向称为取向相干。
电场强度E的变化范围非常小，足以保证溶液中极性分子的取向相对稳定。
根据统计学原理，对于一大量具有取向相干的分子，它们的平均取向相同。
根据Maxwell-Boltzmann分布函数，溶液中分子的偶极矩分布在一个分子取向分布函数与电场强度之积的函数上。
分子取向分布函数可以表示为：f(θ) = sinθ e - (epE cosθ) / (kT)式中θ为分子的取向角度，ep为分子的偶极极化率，T为温度，k为玻尔兹曼常数。
二、实验步骤1. 准备溶液选择一个具有已知浓度的极性分子溶解于一个电介质中，制备极性分子溶液。
通常使用丙酮、正己烷、四氯化碳、氯仿等非极性溶剂溶解极性分子。
使用电介质可以基本消除电场强度产生的影响。
2. 进行偶极矩测定将溶液装入两个平行的电极板中。
两个电极板之间应保持足够的距离，使得在两板之间的电场强度趋于均匀。
控制电场强度E保持不变，并测量极间电位差V0。
物理化学-实验三十八：溶液法测定极性分子的偶极矩
实验三十八 溶液法测定极性分子的偶极矩一、实验目的1．测定氯仿在环已烷中的偶极矩，了解偶极矩与分子电性的关系。
2．了解Clansius-Mosotti-Debye 方程的意义及公式的使用范围。
3．掌握密度管的使用与电容的测定。
二、实验原理分子可近似看成由电子云和分子骨架(包括原子核和内层电子)组成。
非极性分子的正、负电荷中心是重合的，而极性分子的正、负电荷中心是分离的，其分离程度的大小与分子极性大小有关，可用“偶极矩”这一物理量来描述。
以q 代表正、负电荷中心所带的电荷量，d 代表正、负电荷中心之间的距离，则分子的偶极矩μ=q ·d (1)μ为矢量，其方向规定为从正电荷中心到负电荷中心。
极性分子具有的偶极矩又称永久偶极矩，在没有外电场时，由于分子的热运动，偶极矩指向各个方向的机会相同，故偶极矩的统计值为零。
但当有外电场存在时，偶极矩会在外电场的作用下沿电场方向定向排列，此时我们称分子被极化了，极化的程度可用分子的摩尔取向极化度取向P 来衡量。
除摩尔取向极化度取向P 外，在外电场作用下，极性分子和非极性分子都会发生电子云对分子骨架的相对移动和分子骨架的变形，这种现象称为变形极化，可用摩尔变形极化度变形P 来衡量。
显然，变形P 由电子极化度电子P 和原子极化度原子P 组成。
所以，对极性分子而言，分子的摩尔极化度P 由三部分组成，即P ＝取向P ＋电子P ＋原子P (2)当处在交变电场中，根据交变电场的频率不同，极性分子的摩尔极化度P 可有以下三种不同情况：(1)低频下(＜1010秒―1)或静电场中，P ＝取向P ＋电子P ＋原子P ；(2)中频下(1012秒―1~1014秒―1)(即红外频率下)，由于极性分子来不及沿电场取向，故取向P =0，此时P ＝变形P ＝电子P ＋原子P ；(3)高频下(＞1015秒―1)(即紫外频率和可见光频率下)，极性分子的取向运动和分子骨架变形都跟不上电场的变化，此时取向P =0，原子P =0，P ＝电子P 。
溶液法测定偶极矩结构化学实验二
结构化学实验二溶液法测定极性分子的偶极矩一、实验目的1.用溶液法测定正丁醇的偶极矩2.了解偶极矩与分子电性质的关系3. 掌握溶液法测定偶极矩的实验技术二、实验原理1.偶极矩与极化度两个大小相等方向相反的电荷体系的偶极矩定义为：μ=q d (1)极性分子在电场作用下极化程度可用摩尔定向极化度P定向来衡量：P定向=4/3πN A*μ02/(3kT)=4/9πN A*μ02/(kT) (2)极性分子所产生的摩尔极化度P是摩尔定向极化度、摩尔电子诱导极化度和摩尔原子诱导极化度的总和：P=P定向+P诱导=P定向+P电子+P原子(3)2. 溶液法测定偶极矩无限稀释时溶质的摩尔极化度的公式：P=P2∞=3αε1/(ε1+2)2* Μ1/ρ1+ (ε1-1)/(ε1+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1(9) 习惯上用溶质的摩尔折射度R2表示高频区测得的摩尔极化度，因为此时P 定向=0，P原子=0，推导出无限稀释时溶质的摩尔折射度的公式：P电子=R2∞=(n12-1)/(n12+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1+6n12Μ1γ/[(n12+2)2*ρ1] (13) 稀溶液的近似公式：ε溶=ε1(1+α* x2) (7)ρ溶=ρ1(1+β*x2) (8)n溶=n1(1-γ*x2) (12) 由P定向=P2∞-R2∞=4/9πN A*μ02/(kT) (14)得μ0=0.0128*[(P2∞-R2∞)*T]1/2 (D)(15)需测定参数：α，β，γ，ε1，ρ1 n1三、仪器和试剂仪器：阿贝折光仪1台；比重管1只；电容测量仪一台；电容池一台；电子天平一台；电吹风一只；25ml容量瓶4支；25ml、5ml、1ml移液管各一支；滴管5只；5ml针筒一支；针头一支；吸耳球两个试剂：正丁醇（分析纯）；环己烷（分析纯）；蒸馏水；丙酮四、实验步骤1.溶液的配制配制4种正丁醇的摩尔分数分别是0.05、0.10、0.15、0.20的正丁醇-环己烷溶液。
溶液法测定极性分子的偶极矩实验报告
结构化学实验报告——溶液法测定极性分子的偶极矩一、实验目的1.用溶液法测定正丁醇的偶极矩2.了解偶极矩与分子电性质的关系3.掌握溶液法测定偶极矩的实验技术2、实验原理1.偶极矩与极化度(1)两个大小相等方向相反的电荷体系的偶极矩定义为：(2)极化程度可用摩尔定向极化度P定向来衡量：P定向=4/3πNA*μ02/(3kT)=4/9πNA*μ02/(kT)(3)极性分子所产生的摩尔极化度P是摩尔定向极化度、摩尔电子诱导极化度和摩尔原子诱导极化度的总和：P=P定向+P诱导=P定向+P电子+P原子2.偶极矩的测定方法（溶液法测定偶极矩）(1)无限稀释时溶质的摩尔极化度的公式：P=P2∞=3αε1/(ε1+2)2 * Μ1/ρ1 + (ε1-1)/(ε1+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1(2)习惯上用溶质的摩尔折射度R2表示高频区测得的摩尔极化度，因为此时P定向=0，P原子=0，推导出无限稀释时溶质的摩尔折射度的公式：P电子=R2∞=n2-1/(n12+2) * (Μ2-βΜ1)/ρ1+6n12Μ1γ/[(n12+2)2*ρ1](3) 近似公式：ε溶=ε1(1+α* x2)ρ溶=ρ1(1+β*x2)n溶=n1(1-γ*x2)(4) 永久偶极矩的获得考虑到摩尔原子诱导极化度通常只有摩尔电子极化度的5%-15%，而且P定向又比P原子大得多，故常常忽略P原子，可得P定向=P2∞-R2∞=4/9πNA*μ02/(kT)μ0=0.0128*[(P2∞-R2∞)*T]1/2(5)介电常数的测定：用空气与一已知介电常数ε溶的标准物质分别测得电容C/空，C/标C/空=C空+Cd=C0+Cd C/标=C标+Cd则通过上两式可求得C0=（C/标-C/空）/（ε标-1） Cd=C/空-C0=C/空-（C/标-C/空）/（ε标-1）ε溶= C溶/ C0=（C/溶- Cd）/ C03、仪器和试剂仪器：阿贝折光仪1台；比重管1只；电容测量仪一台；电容池一台；电子天平一台；电吹风一只；25ml容量瓶4支；25ml、5ml、1ml移液管各一支；滴管5只；5ml针筒一支；针头一支；吸耳球一个；试剂：正丁醇（分析纯）；环己烷（分析纯）；蒸馏水；丙酮4、实验步骤1.溶液的配制配制4种正丁醇的摩尔分数分别是0.05、0.10、0.15、0.20的正丁醇-环己烷溶液。
溶液法测定极性分子的偶极矩
溶液法测定极性分子的偶极矩一、实验目的1、了解偶极矩与分子电性质的关系2、掌握溶液法测定偶极矩的实验技术3、用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩二、实验原理1、分子结构可以近似地被石成是由电子。
和对于骨架（原子核及内层电子）所构成的。
由于分子空间构型的不同，其正、负电荷中心可能是重合的，也可能不重合，前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
偶极矩μ是用来度量分子极性的大小的，其定义是μ=q·d通过偶极矩的测定可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性等情况，还可以用来判别几何异构体和分子的立体结构等。
2、把物质分子的微观性质偶极矩和它的宏观性质介电常数、密度和折射率联系起来，分子的永久偶极矩就可用下面简化式计算μ=0.04274×10-30（P2∞－R2∞）T上述测求极性分子偶极矩的方法称为溶液法。
溶液法测得的溶质偶极矩与气相测得的真实值间存在偏差，造成这种现象的原因是非极性溶剂与极性溶质分子相互间的作用—“溶剂化”作用，这种偏差现象称为溶液法测量偶极矩的“溶剂效应”。
3、介电常数是通过测量电容计算而得到的。
电容池两极间真空时和充满某物质时电容分别为C0和C x，则某物质的介电常数ε与电容的关系为ε=εx/ε0=C x/ C0当将电容池插在小电容测量仪上测量电容时，实际测量所得的电容应是电容池两极间的电容和整个测试系统中的分布电容C d并联构成。
C d是一个恒定值，称为仪器的本底值，在测量时应予扣除，否则会引进误差，因此必须先求出本底值C d，并在以后的各次测量中予以扣除。
C标‘=C标+C dC‘x=C x+C d三、实验仪器与试剂仪器：阿贝折射仪、电吹风、介电常数测量仪、容量瓶（10ml）、电容池试剂：乙酸乙酯（分析纯）、四氯化碳四、实验内容1、取编号为1~5的10 ml容量瓶用电子天平分别称量其重量m1。
2、溶液配置用移液管分别移取10ml不同浓度的乙酸乙酯一四氯化碳溶液（50ml含1ml、3ml、5ml、7ml、9ml乙酸乙酯）放入已编好号的5个容量瓶中，并分别称量其重量m2。
溶液法测定极性分子的偶极矩试验目的了解电介质极化与分子极
溶液法测定极性分子的偶极矩一、实验目的了解电介质极化与分子极化的概念，以及偶极矩与分子极化性质的关系。
掌握溶液法测定极性分子永久偶极矩的理论模型和实验技术，用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。
二、实验原理德拜（Peter Joseph William Debye ）指出，所谓极性物质的分子尽管是电中性的，但仍然拥有未曾消失的电偶极矩，即使在没有外加电磁场时也是如此。
分子偶极矩的大小可以从介电常数的数据中获得，而对分子偶极矩的测量和研究一直是表征分子特性重要步骤。
1、偶极矩、极化强度、电极化率和相对电容率（相对介电常数）首先定义一个电介质的偶极矩（dipole moment ）。
考虑一簇聚集在一起的电荷，总的净电荷为零，这样一堆电荷的偶极矩p是一个矢量，其各个分量可以定义为 ∑∑∑===ii i z i i i y i ii x z q p y q p x q p 式中电荷i q 的坐标为),,(i i i z y x 。
偶极矩的SI 制单位是：m C ⋅。
将物质置于电场之中通常会产生两种效应：导电和极化。
导电是在一个相对较长的（与分子尺度相比）距离上输运带电粒子。
极化是指在一个相对较短的（小于等于分子直径）距离上使电荷发生相对位移，这些电荷被束缚在一个基本稳定的、非刚性的带电粒子集合体中（比如一个中性的分子）。
一个物质的极化状态可以用矢量P 表示，称为极化强度（polarization ）。
矢量P 的大小定义为电介质内的电偶极矩密度，也就是单位体积的平均电偶极矩，又称为电极化密度，或电极化矢量。
这定义所指的电偶极矩包括永久电偶极矩和感应电偶极矩。
P 的国际单位制度量单位是2-⋅m C 。
为P 取平均的单位体积当然很小，但一定包含有足够多的分子。
在一个微小的区域内，P 的值依赖于该区域内的电场强度E 。
在这里，有必要澄清一下物质内部的电场强度的概念。
在真空中任意一点的电场强度E的定义为：在该点放置一个电荷为dq 的无限微小的“试验电荷”，则该“试验电荷”所受到的力为dq E 。
溶液法测定极性分子的偶极矩
二 实验原理
在可见光 下测定溶 液的R2∞
本实验
乙酸乙酯-四氯 化碳溶液
无限稀释溶 液的介电常 数和溶液的
密度求P2∞
然后由(10)式计算乙酸乙酯的偶极矩。
二 实验原理
2.极化度的测定
无限稀时，溶质的摩尔极化度P2∞的公式为
PP2来自limx2 0
P2
3αε1 ε1 2
2
M1 ρ1
ε1 1 ε1 2
M2
βM1 ρ1
4
式中，ε1、ρ1、M1分别是溶剂的介电常数、密度 和摩尔质量；M2、x2为溶质的摩尔质量和摩尔分 数；α和β为常数，可通过稀溶液的近似公式求得：
二 实验原理
ε溶＝ε1(1＋αx2) ρ溶＝ρ1(1＋βx2)
（5） （6）
式中，ε溶和ρ溶分别是溶液的介电常数和密度； x2是溶质的摩尔分数。
无限稀释时，溶质的摩尔折射度R2∞的公式为
P电子
R2
lim
x2 0
n12 n12
1 2
M2
βM1 ρ1
6n12M1γ n12 2 2 ρ1
7
二 实验原理
式中，n1为溶剂的折射率；γ为常数，可由稀溶液的
近似公式求得：
n溶＝n1(1＋γx2) 式中，n溶是溶液的折射率。
八、实验讨论
3. 虽然电桥法不如拍频法和谐振法精确，但设备简单， 价格便宜。
4. 测定偶极矩的方法除由对介电常数等的测定来求外， 还有多种其它的方法，如分子射线法，分子光谱 法，温度法以及利用微波谱的斯塔克效应等。
5. 还可用不同的溶剂来测定体系的偶极矩如：苯和环 己烷为溶剂测定氯苯的偶极矩，比较此两种溶剂 的测定结果并分析之。
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实验3 溶液法测定极性分子的偶极矩1 目的要求(1) 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。
(2) 了解偶极矩与分子电性质的关系。
(3) 掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。
2 基本原理(1) 偶极矩与极化度：分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成。
由于其空间构型的不同，其正负电荷中心可以是重合的，也可以不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
图18-1电偶极矩示意图 图18-2极性分子在电场作用下的定向1912年德拜提出“偶极矩”μ的概念来度量分子极性的大小，如图18-1所示，其定义是 d q ⋅=μ(1-1)式中，q 是正负电荷中心所带的电量； d 为正负电荷中心之间的距离；μ是一个向量，其方向规定为从正到负。
因分子中原子间的距离的数量级为10-10m ，电荷的数量级为10-20C ，所以偶极矩的数量级是10-30C ·m 。
通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。
所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的电场E 中，则偶极矩在电场的作用下，如图Ⅱ-29-2所示趋向电场方向排列。
这时我们称这些分子被极化了。
极化的程度可用摩尔转向极化度P 转向来衡量。
转向P 与永久偶极矩2μ的值成正比，与绝对温度T 成反比。
kT N P 3432μπ ⋅=转向kT N μπ ⋅=94 (1-2)式中：k 为玻兹曼常数，N 为阿伏加德罗常数。
在外电场作用下，不论极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生形变。
这称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导极化度P 诱导来衡量。
显然P 诱导可分为二项，即电子极化度P 电子和原子极化度P 原子，因此P 诱导=P 电子+P 原子。
P 诱导与外电场强度成正比，与温度无关。
如果外电场是交变场，极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。
当处于频率小于1010s -1的低频电场或静电场中，极性分子所产生的摩尔极化度P 是转向极化、电子极化和原子极化的总和。
原子电子转向P P P P ++= (1-3)当频率增加到1012～1014的中频(红外频率)时，电子的交变周期小于分子偶极矩的松弛时间，极性分子的转向运动跟不上电场的变化，即极性分子来不及沿电场方向定向，故转向P =0，此时极性分子的摩尔极化度等于摩尔诱导极化度诱导P 。
当交变电场的频率进一步增加到＞1015秒-1的高频(可见光和紫外频率)时，极向分子的转向运动和分子骨架变形都跟不上电场的变化。
此时极性分子的摩尔极化度等于电子极化度电子P 。
因此，原则上只要在低频电场下测得极性分子的摩尔极化度P ，在红外频率下测得极性分子的摩尔诱导极化度诱导P ，两者相减得到极性分子摩尔转向极化度转向P ，然后代入(18-2)式就可算出极性分子的永久偶极矩μ来。
(2) 极化度的测定：克劳修斯、莫索和德拜从电磁场理论得到了摩尔极化度P 与介电常数ε之间的关系式：ρεεMP ⋅+-=21 (1-4) 式中，M 为被测物质的分子量；ρ为该物质在TK 下的密度；ε可以通过实验测定。
但(1-4)式是假定分子与分子间无相互作用而推导得到的。
所以它只适用于温度不太低的气相体系，对某些物质甚至根本无法获得气相状态。
因此后来提出了用一种溶液来解决这一困难。
溶液法的基本想法是，在无限稀释的非极性溶剂的溶液中，溶质分子所处的状态和气相时相近，于是无限稀释溶液中溶质的摩尔极化度∞2P ，就可以看作为(1-4)式中的P 。
海台斯纳特首先利用稀释溶液的近似公式。
）（溶211x αεε+= (1-5) ）（溶211x βρρ+= (1-6)再根据溶液的加和性，推导出无限稀释时溶质摩尔极化度的公式：112111121120221)2(3lim 2ρβεερεαεM M M P P P x -⋅+-+⋅+===→∞ (1-7) 上述(1-5)、(1-6)、(1-7)式中，溶ε、溶ρ是溶液的介电电常数和密度；M 2、 x 2 是溶质的分子量和摩尔分子数；ε1、p 1、M 1分别是溶剂的介电常数、密度和分子量；α、β是分别与 22x x --溶溶和ρε直线斜率有关的常数。
上面已经提到，在红外频率的电场下，可以测得极性分子摩尔诱导极化度原子电子诱导P P P +=。
但是在实验上由于条件的限制，很难做到这一点。
所以一般总是在高频电场下测定极性分子的电子极化度电子P 。
根据光的电磁理论，在同一频率的高频电场作用下，透明物质的介电常数ε与折光率n 的关系为：2n =ε (1-8)习惯上用摩尔折射度2R 来表示高频区测得的极化度，而此时，0=转向P ，0=原子P .则ρMn n P R ⋅+-==21222电子(1-9) 在稀溶液情况下，还存在近似公式：)1(21x n n γ+=溶 (1-10)同样，从(18-9)式可以推导得无限稀释时，溶质的摩尔折射度的公式：1221121122121202)2(21lim 2ργρβ++-⋅+-===→∞n M bn M M n n R R P X 电子 (1-11) 上述(1-10)、(1-11)式中，溶n 是溶液的折射率，1n 是溶剂的折射率，γ是与2x n -溶直线斜率有关的常数。
(3) 偶极矩的测定：考虑到原子极化度通常只有电子极化度的5%～15%，而且转向P 又比原子P 大得多，故常常忽视原子极化度。
从(18-2)、(18-3)、(18-7)和(18-11)式可得KTN R P 22294μπ=-∞∞ (1-12) 上式把物质分子的微观性质偶极矩和它的宏观性质介电常数、密度、折射率联系起来，分子的永久偶极矩就可用下面简化式计算：TR P )(0128.022∞∞-=μ)(100426.02230m C R P ⋅-⨯=∞∞ (1-13)在某种情况下，若需要考虑原子P 影响时，只需对∞2R 作部分修正就行了。
上述测求极性分子偶极矩的方法称为溶液法。
溶液法测溶质偶极矩与气相测得的真实值间存在偏差。
造成这种现象的原因是由于非极性溶剂与极性溶质分子相互间的作用—“溶剂化”作用。
这种偏差现象称为溶剂法测量偶极矩的“溶剂效应”。
罗斯和赛奇等人曾对溶剂效应开展了研究，并推导出校正公式。
有兴趣的读者可阅读复旦大学等编《物理化学实验》下册参考资料［5］。
此外测定偶极矩的方法还有多种，如温度法、分子束法、分子光谱法及利用微波谱的斯诺克法等。
这里就不一一介绍了。
(4) 介电常数的测定：介电常数是通过测定电容计算而得的。
我们知道，如果在电容器的两个极板间充以某种电解质，电容器的电容量就会增大。
如果维持极板上的电荷量不变，那么充电解质的电容器二板间电势差就会减少。
设o C 为极板间处于真空时的电容量，C 为充以电解质时的电容量，则C 与o C 之比值ε称为该电解质的介电常数：oC C=ε (1-14) 法拉第在1837年就解释了这一现象，认为这是由于电解质在电场中极化而引起的。
极化作用形成一反向电场，如图(18-3)所示，因而抵消了一部分外加电场。
测定电容的方法一般有电桥法、拍频法和谐振法，后二者为测定介电常数所常用，抗干扰性能好，精度高，但仪器价格较贵。
本实验中采用电桥法，选用的仪器为CC —6型小电容测定仪。
但电容池插在小电容测量仪的插孔上呈现的电容C x 可看作电容池两电极间的电容C c 和整个测试系统中的分布电容并联所构成。
即C x =C o +C d ，显然，C c 值随介质而异，而C d 是一个恒定值。
如果直接将C x 值当作C c 值来计算，就会引进误差。
因此，必须先求出 C d 值(又称底值)并在以后的各次测量中给予扣除。
测求C d 的方法如下：用一个已知介电常数的标准物质与空气分别测得电容1标C 和1空Cd C C C +=标标1 d C C C +=空空1 (Ⅱ-29-16)上述 (Ⅱ-29-16)式中标C 、空C 分别为标准物质和空气的电容。
近似地可将o C C =空，101C C =空 则上两式相减得： o C C C C -=-标标101 (Ⅱ-29-17)又因为： oC C 标标=ε (Ⅱ-29-18)将其带入(Ⅱ-29-17)可得o C ，再代入(Ⅱ-29-16)即能算出C d 。
3 仪器 试剂阿贝折光仪 1台 容量瓶(10mL) 5个 CC —6型小电容测定仪 1台 干燥器 1只 四氯化碳(分析纯) 乙酸乙酯(分析纯)电吹风 1只 电容池 1只 4 实验步骤(1) 溶液配制：将5个干燥的容量瓶编号，分别称量空瓶重。
在2～5号4个空瓶内分别加入0.5mL 、1.0mL 、1.5mL 和2.0mL 的乙酸乙酯再称重。
然后在1～5号的5个瓶内加CCl 4至刻度，再称重。
操作时应注意防止溶质、溶剂的挥发以及吸收极性较大的水汽。
为此，溶液配好后应迅速盖上瓶塞，并置于干燥器中。
(2) 密度的测定：称重6只干燥的100 ml 容量瓶，然后分别将6个实验溶液置于这6只容量瓶中并称重。
由各容量瓶中溶液的质量除以相应容量瓶的实际体积，可得各溶液的密度。
(3) 折光率的测定：用阿贝折光仪测定CCl 4及各配制溶液的折光率，注意测定时各样品需加样3次，每次读取三个数据。
(4) 介电常数的测定①电容C 0和C d 的测定。
本实验采用CCl 4作为标准物质。
其介电常数的温度公式为：)20(002.0238.24--=t CCl ε式中的t 为恒温温度(摄氏温标)。
用电吹风将电容池二极间空隙吹干，旋上金属盖，将电容池的下插头(接连内电极)插在小电容测量仪的插口“m ”上，将连接外电极的侧插头插在“α”上(见图18-7)。
将小电容测量仪的电源旋至“检查”位置，此时表头指针的偏转应大于红线，表示电源电压正常。
否则应调换作为电源的干电池，使指针偏转正常。
然后把电源旋钮转到“测试”档，倍率旋钮转到位置“1”。
调节灵敏度旋钮，使表头指针有一定的偏转(灵敏度旋钮不可一下子开得太大，否则会使指针打出格).旋转差动电容器旋钮，寻找电桥的平衡位置(指针偏向小方向)。
继续调节差动电容旋钮和损耗旋钮，并逐步增大灵敏度，使表头的指针趋于最小。
电桥平衡后读出电容值，测量两次求平均值即为10C 。
再用滴定管吸取CCl 4，从金属盖的中间加入，使液面超过二电极，并塞塑料塞，以防止CCl 4挥发。
如上步骤测定电容值。
然后打开金属盖，倾去二极间的四氯化碳。
（倒在回收瓶中，重新装样再次测定电容值）。
两次测定电容读数的平均值即为14CCl C 。
将14CCl C 、1空C 代入公式(Ⅱ-29-16) (Ⅱ-29-17) (Ⅱ-29-18)即可解出C 0 和C d 值。