物化实验(下)报告实验a-磁化率-络合物结构的测定

《物化实验(下)报告实验a-磁化率-络合物结构的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、磁化率——络合物结构的测定摘要：本实验通过古埃（GOUY）法测定磁化率的方法对莫尔氏盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，FeSO4·7H2O以及K4Fe（CN）6·3H2O的磁化率进行测定，并求出未成对电子数并判断络合物中央离子的电子结构和成键类型，同时了解磁介质在磁场中的磁化现象。关键词：磁化率古埃法磁化现象络合物结构前言：当磁介质放到场强为H的磁场中会产生附加的磁场H′，这种现象称为磁介质的磁化。由亍分子体系内有电子环形运劢，所以它应具有磁矩。由亍热运劢，原子或分子的磁矩μP指向各个方向的几率相等，所以由大量原子分子所组成的体系的平均磁矩为零。但在外磁场中，

2、原子分子的磁矩会顺着磁场方向取向。（即有较多的原子分子的μP顺着H的方向排列）而热运劢会扰乱这种取向。当达到热力学平衡时，由大量原子分子组成的体系具有丌为零的平均磁矩。这种平均磁矩随外磁场的增大而增大，随温度的升高而减小。在多原子分子中，电子轨道运劢和分子的核构型联系很紧密，以致分子的轨道运劢丌能顺着磁场方向取向，分子的顺磁性全部或几乎全部都是由电子的自旋运劢提供。络合物中的中央离子的电子结构强烈地受配位体电场的影响。当没有配位体存在时，中央离子的5个d轨道具有相同的能量。在正八面体配位体场的作用下，中央离子的d轨道的能级分裂成两个小组，能量较高的一组记为eg，它由dz

3、2和dx2-y2组成。能量较低的一组记为t2g，它由dxy、dyz、dxz组成。eg和t2g之间的能量差记为Δ称为分离能。配位体电场越强（如CN－配位体）则分离能越大（如图－A），配位体电场越弱（如H2O、F－配位体）则分离能Δ越小（如图一中B所示）。同理d6中央离子在正八面体配位场中的电子结构，在强场中有图二（A）的电子排布，在弱场中有图二（B）的电子排布。强场络合物因未配对电子少属于低自旋络合物（共价配键），弱场络合物因未配对电子多属于高自旋络合物（电价配键）。实验部分：（1）仪器和试剂：试剂：莫尔氏盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O（分析纯）；FeSO4·

4、7H2O（分析纯）；K4Fe(CN)6·3H2O（分析纯）。仪器：古埃磁天平（包括磁场，电光天平，励磁电源等）；CT5型高斯计一台；软质玻璃样品管4支；装样品工具（研钵、角匙、小漏斗、玻璃棒）一套。（2）实验过程：1.将电流调至0A，取一支清洁、干燥的空样品管悬挂在古埃磁天平的挂钩上，使样品管底部正好与磁极中心线齐平。准确称得空样品管重量；然后将励磁电流由小至大调节至3A，迅速且准确地称取此时空样品管的重量；继续由小至大调节励磁电流至4A再称重量；继续将励磁电流升至5A，接着又将励磁电流缓降至4A，再称空样品管重量；又将励电流由大至小降至3A，再称重量；将励磁电流降至零

5、，又称取一次样品管重量。本实验的装置图如图三所示。同法重复测定一次，将二次测得的数据取平均值。取下样品管，将事先研细的莫尔氏盐通过小漏斗装入样品管，在装填时须不断将样品管底部敲击皮垫，务使粉末样品均匀填实，直至装满约15厘米高。用直尺准确量取样品高度h。同上法，将装有莫尔氏盐的样品管置于古埃天平的挂钩上，在0A、3A、4A、4A、3A、0A电流下进行称量。测量两次，取两次数据的平均值。测定完毕，将样品管中的莫尔氏盐倒入回收瓶中，然后洗净、干燥备用。2．测定FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的摩尔磁化率。具体步骤与1中相同。（3）实验内容：1．由莫尔氏盐的

6、克磁化率和实验数据计算3A、4A电流下的磁场强度。2．由FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的测定数据，计算它们的XM及未成对电子数n。3．根据未成对电子数，讨论FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的Fe2+的最外层电子结构及由此推断配键类型。结果与讨论：1.磁场强度：已知莫尔盐，温度T室温=294.95K故XM=Xm×M=[9500/(294.59+1)]×392.14×10-6=0.012603cm3·mol-1由实验数据以及公式：可以计算得到，电流为3A时，磁场强度为H=2121.44G电流为4A时，磁场强度为H=2415.935G可以

7、看出：磁场强度与所加电流的大小有关，而实验中各种失误都会造成磁场强度值的误差，比如空管中的污渍的存在，会影响空管质量以及其随电流的变化；天平底部的玻璃门的缝隙，使得反应体系存在空气流动，同样会影响测量；最关键的一点，电流表精度较低，对于测量结果影响较大；这些都会影响到最终计算出来的磁场强度的数值。而实验采用电流增大方向及减小方向两向测量，每次实验重复测量2次的方法，可以有效地减小这些误差，从而得到较精确的结果。2.FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的XM及未成对电子数n计算由实验原始数据按与（1）相同的处理方法可以得到：F