物化实验ppt课件.ppt

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1、205实验须知人身安全1.安全仪器安全2.签到—上交实验报告、本次实验预习笔记---点名---数据记录签字3.实验结束—清洗干净所用到的仪器，洗手，打扫卫生（分组），整理实验台，关好门窗，水电1实验报告评分标准（100’）课前预习（10’）（包括目的、原理与本节实验相关的知识点、不理解的部分记录）卷面（10’）实验数据处理部分（20’)结果讨论与实验结论部分（40’）思考题部分（8’+2）实验报告互评（10’)便利贴格式：A评B:该实验报告数据处理是否准确？结果讨论是否充分？有无误差来源分析？思考题回答是否准确？建议给70？80？还是重写?认真、规范2磁化率的测定一实验目的掌握古埃(

2、Gouy)法测定磁化率的原理和方法。测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。熟悉特斯拉计的使用。二实验原理1.物质的磁化率物质在外磁场(H)中，被磁化并感生一附加磁场(H’)，当H’与H方向相同，叫顺磁性物质；H’与H方向相反，叫反磁性物质。物质的磁化可用磁化强度I来描述，I与外磁场强度H的比值：=I/H(1)式中，为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的宏观磁性质。二实验原理化学上，一般常用单位摩尔磁化率()表示物质的磁性质，它的定义是式中，ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量；的单位是cm3·mol-12.磁化率与分子结构(1)反磁性物质：分子结构中无单电子，

3、(2)顺磁性物质：分子结构中有单电子（自旋未配对电子）通常χ顺比χ反大约1～3个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM＞0。近似一二实验原理顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律顺磁性物质的μm与未成对电子数n的关系为式中，μB是玻尔磁子，其物理意义是:单个自由电子自旋所产生的磁矩μB=9.273×10-21erg·G-1＝9.273×10-28J·G-1＝9.273×24J·T-1宏观性质微观性质3.古埃法测定磁化率古埃磁天平中，天平左臂悬挂一样品管，管底部处于磁场强度最大的区域(H)，管顶端则位于场强最弱(甚至为零)的区域(H0)。整个样品管处于不均匀磁场中。设圆柱形样品的截

4、面积为A，沿样品管长度方向上dz长度的体积Adz在非均匀磁场中受到的作用力dF为式中，x为体积磁化率；H为磁场强度；dH/dz为场强梯度，积分整理上式得图20-1古埃磁天平示意图1.磁铁；2.样品管；3.天平。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ΔW为施加磁场前后的称量差近似二近似三ΔW空管＋样品为样品管加样后在施加磁场前后的称量差(g)；ΔW空管为空样品管在施加磁场前后的称量差(g)；g为重力加速度(980cm·s-2)；h为样品高度(cm)；M为样品的摩尔质量(g·mol-1)；m为样品的质量(g)；H为磁极

5、中心磁场强度(G)。代入上式得在精确的测量中，通常用莫尔氏盐来标定磁场强度，它的单位质量磁化率与温度的关系为：(6)小结通过天平测重量---求出宏观的磁化率---推导微观的永久磁矩---未成对电子数目—轨道哪些近似？古埃磁天平1套；特斯拉计1台；软质玻璃样品管4只；样品管架1个；直尺1只；角匙4只；广口试剂瓶4只；小漏斗4只。莫尔氏盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(分析纯)；FeSO4·7H2O(分析纯)；K3Fe(CN)6(分析纯)；CuSO4·5H2O(分析纯)。三、仪器试剂及装置图四、实验步骤1标定仪器常数①取空样品管悬挂在天平挂钩上并与磁极中心线平齐。准确称取空管的质

6、量W空管(H=0)；和加磁场后空管的质量W’空管(H=H)。②将莫尔氏盐装入样品管，样品均匀填实至满。用直尺测量样品高度h。用与①中相同步骤称取W空管+样品(H=0)和W’空管+样品(H=H)。2.测定未知样品的摩尔磁化率χM同法分别测定FeSO4·7H2O，K3Fe(CN)6和CuSO4·5H2O的W空管(H=0)、W’空管(H=H)、W空管+样品(H＝0)和W’空管+样品(H＝H)。样品管一定要干净。ΔW空管＝W’空管(H=H)－W空管(H＝0)＞0时表明样品管不干净，应更换。装样时不要一次加满，应分次加入，边加边碰击填实后，再加再填实，尽量使样品紧密均匀。挂样品管的悬线不要

7、与任何物体接触。加外磁场后，应检查样品管是否与磁极相碰。并保持试管底部在磁极的中心。五、注意事项六、数据处理1.将所测数据列表样品名称W空管/g(H=0)W空管/g(H=H)ΔW空管/gW空管+样品/g(H=0)W空管+样品/g(H=H)ΔW空管+样品/gW样品/g样品高度/cm摩尔氏盐硫酸亚铁亚铁氰化钾硫酸铜1.根据（6）计算摩尔氏盐室温下的χM；2.根据实验数据和(5)式计算外加磁场强度H。计算三个样品的摩尔磁化率χM、永久磁矩μm和未配