SU1061013A1

SU1061013A1 - Способ определени дипольного момента молекулы газа

Info

Publication number: SU1061013A1
Application number: SU803455970A
Authority: SU
Inventors: Сергей Павлович Белов; Андрей Федорович Крупнов; Анатолий Афанасьевич Мельников; Вадим Алексеевич Скворцов
Original assignee: Институт прикладной физики АН СССР
Priority date: 1980-04-01
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1983-12-15

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИПОЛЬНОГО МОМЕНТА МОЛЕКУЛЫ ГАЗА,, основанный на спектральном анализе газа с помощью микроволнового излучени и измерении смещени частоты перехода молекулы газа, отличающийс тем, что, с целью определени дипольного момента молекулы газа с заранее неизвестным спектром, при сокращении времени, в эталонный газ с известным, дипольным моментом ./и-о молекулы ввод т молекулы пробного газа и измер ют частоту V-, конкретного перехода молекул пробного газа и давление РЗ в эталонном газе, затем молекулы того же пробного газа ввод т в исследуемый газ и измер ют частоту того же перехода молекул пробного газа и давление Р в исследуемом газе, и дипольный момент /и. молекулы исследуемого газа определ ют по формуле Го з (Л где Vj, - частота перехода молекул пробного газа при нулевом с давлении.

Description

Изобретение относитс к технике измерений на СВЧ и может использоватьс дл исследовани физических и химических свойств газов.

Известен способ определени дипольного момента молекулы газа, основанный на использовании зависимости диэлектрической проницаемости газа от его температуры Ту в соответствии с которым исследуемый газ помещают в чейку, содержащую измерительный конденсатор, и измер ют значени емкости измерительного конденсатора и плотности газа при нескольких значени х температуры Т газа, причем дл каждого определенного значени Т из этих данных определ ют соответствующие ей значени диэлектрической приницаемости 6 газа и стро т зависимотсь 6-1 от Т . По тангенсу угла наклона полученной пр мой и измеренной плотности газа определ ют дипольный момент молекулы исследуемого газа Cl Д.

Недостатками известного способа вл ютс необходимость проведени измерений в широком (пор дка 100) диапазоне температур, что требует .значительных временных затрат, принципиально неустранимые систематические ошибки в измерени х, обусловленные адсорбцией, конденсаций вещества и другими поверхностными эффектами на пластинах измерительного кондейсатора , стенках и других детал х чейки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс способ определени дипольного момента . молекулы газа, основанный на спектральном анализе газа с помощью микроволнового излучени и измерении смещени частоты перехода молекулы газа 2-3.

Однако данный способ не позвол ет определить дипольный момент молекулы газа с заранее неизвестным спектром . Кроме того, он требует значительных временных затрат, поскольку необходима дл осуществлени способа идентификаци спектра вл етс сложной и трудоемкой процедурой даже при хорошем разрешенном спектре поглощени молекул исследуемого газа, особенно дл случа впервые синтезированных веществ.

Цель изобретени - определение дипольного момента молекулы газа с заранее неизвестным спектром, при сокращении времени.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени дипольного момента молекулы газа , основанному на спектральном анализе газа с помощью микроволнового излучени и измерени смещени частоты перехода молекулы газа, в эталонный газ с известным дипольным моментом |Uj молекулы ввод т молекулы

пробного газа и измер ют ч,астоту т/ конкретного перехода молекул пробного, газа и давление Р в эталонном газе, затем молекулы того же пробного газа ввод т в исследуемый газ и измер ют частоту того же перехода молекул пробного газа и давление Р в исследуемом газе, и дилольный момент /и. молекулы исследуемого газа определ ют по формуле

.

где VQ - частота перехода молекул

пробного газа при нулевом

давлении.

Данный способ основан на использовании эмпирической пр мо пропорциональной зависимости между дипольным моментом молекулы исследуемого газа и смещением частоты линии поглощени , частоты перехода, заранее выбранного, молекулы пробного газа, которое возникает под действием

электрических полей молекул исследуемого газа на молекулы пробного газа .

Способ реализуетс следующим образом .

В измерительную чейку спектрометра помещают эталонный газ, т.е. газ, дипольный момент ju. молекулы которого известен, ввод т в него молекулы пробного газа так, чтобы изменением давлени газа в чейке можно пренебречь,, и измер ют частоту V заранее выбранного перехода молекул пробного газа и давление Pj в чейке. Далее, в аналогичную или ту же освобожденную от предыдущего

газа чейку помещ.ают исследуемый газ, ввод т в него молекулы того же газа и измер ют частоту 2 того же перехода молекул пробного газа и давление Р в чейке. При этом, как и в

первом измерении, в исследуемый газ ввод т небольшое количество молекул пробного газа, чтобы давление Р в эталонном газе практически не мен лось . Измерени в эталонном и исследуемом газах провод т при одной и той же, например комнатной температуре . По измеренным величинам V, 2 э Р определ ют дипольный/момент |U молекулы исследуемого газа из

соотношени

-,, 2- Р. ,,. Р

где VQ - частота выбранного перехода молекул пробного газа при

нулевом давлении.

Имеютс табличные значени -Од дл ; различных газов. Выбор пробного гаэа определ етс следующими услови ми; во-первых, линии перехода молекул

3 1061013

пробного газа должны быть достаточ-можно выбрать гаэ с большим диполь .но интенсивными (отношение сигнал/ ым моментом молекулы, например 7/ 10000 при 100% концентрациипекулы аммиака или воды. В качестве

газа) в диапазоне частот имеющегос .эталонного газа может быть выбран

Спектрометра во-вторых, величиналюбой газ, дипольный момент которого

смещени частот линий перехода проб-5 известен.

ного газа давлением должна быть до-- Данный способ принципиально не

статочно большой по сравнению с пог-требует знани спектра исследуемого

решностью измерени частот переходагаза и тем самым исключает необхо-

с помощью микроволнового спектро-димость такой трудоемкой процедуры,

метра, котора оббчно не превышаетю как идентификаци газа. Кроме того

10-20 кГц. Дл выполнени указанныхспособ требует значительно меньших

требований в качестве пробного газавременных затрат.

Claims

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИПОЛЬНОГО МОМЕНТА МОЛЕКУЛЫ ГАЗА,, основанный на спектральном анализе газа с помощью микроволнового излучения и измерении смещения частоты перехода молекулы газа, отличающийс я тем, что, с целью опрёделения дипольного момента молекулы газа с заранее неизвестным спектром, при сокращении времени, в эталонный газ с известным, дипольным моментом До молекулы вводят молекулы пробного газа и измеряют частоту V/ конкретного перехода молекул пробного газа и давление Р_э в эталонном газе, затем молекулы того же пробного газа вводят в исследуемый газ и измеряют частоту ^2 ^т°го же перехода молекул пробного газа и давление Р в исследуемом газе, и дипольный момент р. молекулы исследуемого газа определяют по формуле

V** ^₽э

Τ' где — частота перехода молекул пробного газа при нулевом давлении.

(В г^,,яж