实验十九磁化率的测定-山西大学化学实验中心.pptVIP

实验三 磁化率的测定 【实验目的】 【实验提要】 【仪器与试剂】 【实验内容与步骤】 【数据处理】 【思考题】 【附录】 【参考文献】 【实验目的】 了解磁化率的意义及磁化率和分子结构的关系。 2. 掌握古埃法(GOUY)测定物质的磁化率。 【实验提要】 (1) 物质的磁化率：物质的磁化率表征着物质的磁化能力。 物质置于外加磁场 中，该物质内部的磁感应强度为： (3-1) x称为单位磁化率(单位体积)，是物质一种宏观磁性质,化学上常用单位质量磁化率Xm或摩尔磁化率XM 来表示物质的磁性质。它们的定义是： (3-2) (3-3) ? 式中：ρ是物质的密度，M是摩尔质量。 ? (3-8) 式将物质的宏观磁性质 XM 和其微观性质μm 联系起来。因此只要实验测得 XM，代入(3-8)式就可算出分子磁矩 μm 。 (3) 物质的分子磁矩μm和它所包含的未成对电子数的关系：物质的顺磁主要来自于和电子自旋相关的磁矩(由于化学键使其轨道“冻结”)。电子有两个自旋状态。如果原子、分子或离子中有两个自旋状态的电子数不相等，则该物质在外磁场中就呈现顺磁性。这是由于每一个轨道上成对电子自旋所产生的磁矩是相互抵消的。所以只有尚未成对电子的物质才具有分子磁矩，它在外磁场中表现为顺磁性。 【仪器与试剂】 仪器:古埃磁天平，玻璃样品管，温度计，电吹风，装样品工具(角匙、小漏斗、竹针) 试剂:硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O (分析纯)，FeSO4·7H2O(分析纯)，K4Fe(CN)6·3H2O (分析纯) 【实验内容与步骤】 (1) 样品管 ΔW 的测定：小心将一个清洁、干燥的空样品管挂在古埃天平的挂钩上，使样品管底部与磁极中心平齐，准确称得空样品管重量。接通冷却水，打开励磁电流开关，使稳压器预热15min后，由小到大慢慢旋转调节器，使电流表指示3A(即对电磁铁输入3A的电流)。此时电磁铁产生一个稳定的磁场，在外加磁场下称取空样品管的重量。将电流缓慢降至零。再由小到大旋转调节器，使电流表指向3A，再称重量。若与上一次测得数值接近，就取它们的平均值作为加磁场时空样品管重量。 再把调节器旋转至零，断开电源开关，再称其空管重量，与第一次称重取平均值，作为不加磁场时空样品管重量。 【数据处理】 (1) 由(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的质量磁化率和实验数据计算α值。 (2) 由FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的测定数据计算它们的 XM，判断是顺磁物质还是反磁性物质。若是顺磁性物质，计算分子磁矩 μm 和未成对电子数。 (3) 讨论FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的配键类型。 【思考题】 (1) 从理论上讲，不同励磁电流下测得的m样品的摩尔磁化率XM是否相同? (2) 本实验计算公式做了哪些近似? 【附录】 一：磁天平的使用 (1) 古埃磁天平包括电光天平、悬线、电磁线、励磁电源，外接电源为220伏交流电压。 (2) 励磁电流的升降应平稳、缓慢，严防突发性断电，以防止励磁线圈产生的反电动势将晶体管等元件击穿。具体操作如下： 加磁场，打开电源开关，逐渐调节电位器，让电流逐渐上升至需要电流。 去磁场，逐渐调节电位器，使电流逐渐减为零，然后关闭电源。 (3)每次称量后应将天平盘托起。 三：注意事项 1.调节电流时，应以平光的速度缓慢升降。 2.关闭电源前，应调节励磁电源电流，使输出电流为零。 3.霍尔探头是易损元件，测量时严禁用力过大、过猛及碰跌。 4.霍尔探头不用时应将保护套套上。 参考文献 物理化学实验 (第二版) 东北师范大学等校编 北京: 高等教育出版社 物理化学实验 (第三版) 复旦大学等编 北京:高等教育出版社 * 由于X是无量纲的量，故 Xm 和 XM 的单位分别是m3·kg-1 和m3·mol-1。 XM ＜0的物质称为反磁