磁化率-实验报告

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1、一、实验目的与要求1、测定物质的摩尔磁化率，估计待测金属配合物中心离子的未成对电子数，判断分子配键的类型。2、掌握磁天平测定磁化率的原理和方法。二、实验原理1、摩尔磁化率和分子磁化率在外磁场作用下，由于电子等带电粒子的运动，物质会被磁化而感应出一个附加磁场。这个附加磁场H’的强度由物质的磁化率χ决定：H’=4πχH0χ为物质的体积磁化率，反映物质被磁化的难易程度，化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度：χm=χMρ，单位为m3∙mol-1。对于顺磁性物质，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μm关系有：χm=χ顺=Lμ0μm23kT（μ0为真空磁导率，由于反磁化

2、率较小，所以χ反忽略作近似处理）顺磁性物质χm与为成对电子数n的关系：μm=μBnn+2(μB为玻尔磁子，μB=9.273×10-21erg·G-1=9.273×10-28J·G-1=9.273×10-24J·T-1)2、摩尔磁化率的测定样品在非均匀磁场中受到的作用力F可近似为：F=12mχmμ0H2Mh在非均匀磁场中，顺磁性物质受力向下所以增重；而反磁性物质受力向上所以减重。测定时在天平右臂加减砝码使之平衡。设△m为施加磁场前后的称量，则：F=∆m-∆m0g所以：χm=2∆m-∆m0ghMμ0mH2Δ?为样品管加样品后在施加磁场前后的称量差(g)

3、；Δ?0为空样品管在施加磁场前后的称量差(g)；g为重力加速度(9.8m·s-2)；h为样品高度(cm)；?为样品的摩尔质量(g·mol-1)；?为样品的质量(g)；?为磁极中心磁场强度(G)。磁场强度H可由特斯拉计或CT5高斯计测量。应该注意，高斯计测量的实际上是磁感应强度B，单位为T(特斯拉)，1T=104高斯。磁场强度H可由B=µ0H关系式计算得到，H的单位为A·m-1。也可用已知磁化率的硫酸亚铁铵标定。在精确的测量中，通常用莫尔氏盐来标定磁场强度，它的摩尔磁化率与温度的关系为χm=9500T+1×4π×M×10-9m3mol三、实验用品1、

4、仪器分析天平、高斯计、玻璃样品管、研钵、角匙、玻璃棒2、试剂莫氏盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O、亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H2O、硫酸亚铁FeSO4·7H2O。四、实验步骤1.磁极中心磁场强度的测定（1）先将励磁电流调至“0”，调零；（2）将励磁电流调至“0.5A”,将高斯计放入磁极中心，旋转探头，寻找到使磁场强度显示最大值的位置，将探头固定；（3）调节旋钮逐渐增大电流，记录当电流为1A、2A、3A时的磁场强度；（4）再逐渐减小电流（从3.5A开始），记录3A、2A、1A时的磁场强度；（5）重复以上（3）、（4）步骤，求得三个

5、电流值对应的磁场强度。2.样品管的质量测定（1）取下探头，取一干洁的空样品管悬挂在磁天平左臂挂钩上，样品管应与磁极中心线平齐，注意样品管不要与磁极相触；（2）将电流调至“0”时，记录磁天平的读数；（3）调节旋钮逐渐增大电流，记录当电流为1A、2A、3A时磁天平的读数；（4）再逐渐减小电流（从3.5A开始），记录3A、2A、1A时磁天平的读数；（5）重复以上（3）、（4）步骤；（6）求得三个电流对应下的空管的平均质量。3.用莫尔盐标定在特定励磁电流下的磁场强度H（1）先将硫酸亚铁铵用研钵碾细，再装入样品管中，每装1cm，用玻棒将样品填实，装至刻度线，

6、悬挂在磁天平左臂挂钩上，记录此时的温度；（2）重复2中的（2）、（3）、（4）、（5）步骤进行数据记录；（3）记录测后的温度，温度取平均值；（4）求得三个电流对应下的（空管+硫酸亚铁铵）的平均质量；（5）将硫酸亚铁铵回收，将空管洗净，用丙酮涮洗吹干。4.样品的摩尔磁化率测定（1）同法测定（FeSO4·7H2O+空管）在不同励磁电流下的平均质量；（2）同法测定（K4[Fe(CN)6]·3H2O+空管）在不同励磁电流下的平均质量。（3）计算样品的摩尔磁化率。五、数据记录与处理1.磁极中心磁场强度的测定电流强度/AB1/mTB2/mTB3/mTB4/mT

7、平均值/mT磁场强度H/A·m-11.079.180.777.280.379.363104.92.0153.7151.8155.7154.3153.9122469.73.0224..9228.7225.9227.8226.8180501.6其中，磁场强度H由公式B=μ0?求得，真空磁导率μ0=4π×10-7N/A2。2.样品管的质量测定电流/A01.02.03.0m0/g25.698025.706725.735925.787925.719625.750125.789225.174825.743625.787625.698225.718825.753

8、625.7879m0平均值/g25.698125.715025.745825.7882Δm0/g0.01690.04770