络合物磁化率的测定(精)
- 格式:ppt
- 大小:43.50 KB
- 文档页数:11
络合物磁化率的测定络合物的磁化率测定磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质(即磁场强弱和方向)的两个物理量。
由于磁场是电流或者说运动电荷引起的,而磁介质(除超导体以外不存在磁绝缘的概念,故一切物质均为磁介质)在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响(场的迭加原理)。
因此,磁场的强弱可以有两种表示方法:在充满均匀磁介质的情况下,若包括介质因磁化而产生的磁场在内时,用磁感应强度B表示,其单位为特斯拉T,是一个基本物理量;单独由电流或者运动电荷所引起的磁场(不包括介质磁化而产生的磁场时)则用磁场强度H表示,其单位为A/m2,是一个辅助物理量。
络合物的磁化率测定 (2)Ⅰ、实验目的 (3)Ⅱ、实验原理 (3)Ⅲ、仪器与试剂 (8)Ⅳ、实验步骤 (9)Ⅴ、数据处理 (10)Ⅵ、思考题 (12)Ⅶ、实验的重点难点 (12)Ⅷ、网上答疑 (16)Ⅸ、注意事项 (16)Ⅹ、仪器操作 (17)Ⅺ、在线测试 (20)Ⅰ、实验目的一、掌握古埃(Gouy)磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法;二、通过对一些络合物的磁化率测定,推算其不成对电子数,判断这些分子的配键类型; Ⅱ、实验原理1. 摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场0H 作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H '。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关:4H H πχ=' χ称为物质的体积磁化率,是物质的一种宏观性质,表示单位体积内磁场强度的变化,反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率M χ表示磁化程度,它与χ的关系为ρχχMM =式中M 、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
M χ的单位为13-⋅mol m 。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种: 第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩0=m μ。
当它受到外磁场作用时,内部会产生感应的“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
络合物磁化率的测定一、实验目的1、用古埃法测定物质的磁化率,推算分子磁矩,估算分子内未成对电子数。
2、掌握古埃磁天平测定磁化率的原理和方法。
二、实验原理物质在外磁场H 0作用下由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用χ表示H'=4πχH 0 H 0—外磁场 H'—附加磁场 χ—磁化率χ m=χM/ρ χ m ——摩尔磁化率 M 、ρ 分别表示物质的摩尔质量和密度kTL mm 320μμχ=L(6.022×1023mol -1)为阿佛加德罗常数,k 为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J/K ),T 为绝对温度 µ0为真空磁导率(4π×10-7 N •A -2)µB为玻尔磁子(9.274 ×10-24J•T -1),是磁矩的自然单位物质在磁场中受到的吸引力MhH m F m 2021μχ=g m m F )(0∆-∆=∆m 为装样品后有无磁场的称量变化值 ∆m 0为空样品管在有无磁场的称量变化值200)(2mH ghM m m m μχ∆-∆=其中用莫尔氏盐标定H 的值)(10419500)(139--∙⨯+=mol m M T m πχ莫尔氏盐式中M 为莫尔氏盐的摩尔质量(kg/mol ) 三、实验步骤1、取一支洁净、干燥的空样品管,悬挂在天平一端的挂钩上,使样品管的底部在磁极的中心连线上,准确称量空样品管。
2、将励磁电流电源接通,依次称量2.5、5.0A 时空样品管,接着电流调至6A ,然后依次减小电流,再依次测量5.0、2.5A 时空样品管(抵消剩磁现象影响)。
3、加样品管重复前面的步骤。
四、数据记录及处理h/cmI/Am/gm /gI↑I↓样品管0 2.5 5.0样品管+莫尔氏盐0 2.5 5.0样品管+亚铁氰化钾0 2.5 5.0样品管+硫酸亚铁0 2.5 5.0五、注意事项1、天平称量时,必须关上磁极架外面的玻璃门,以免空气流动对称量的影响。
大学物理化学实验报告-络合物的磁化率的测定————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:物理化学实验报告院系化学化工学院班级化学061学号13姓名沈建明实验名称 络合物的磁化率的测定 日期 2009.4.20 同组者姓名 史黄亮 室温 22.5℃ 气压 101.6 kPa 成绩一、目的和要求1、掌握古埃(Gouy )法磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法;2、通过对一些络合物的磁化率测定,推算其不成对电子数,判断这些分子的配键类型二、基本原理物质的磁性一般可分为三种: 顺磁性, 反磁性和铁磁性。
a .反磁性是指磁化方向和外磁场方向相反时所产生的磁效应。
反磁物质的χD < 0(电子的拉摩进动产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩,导致物质具有反磁性)。
b. 顺磁性是指磁化方向和外磁场方向相同时所产生的磁效应,顺磁物质的 Xp > 0。
(外磁场作用下,粒子如原子、分子、离子,中固有磁矩产生的磁效应)。
c. 铁磁性是指在低外磁场中就能达到饱和磁化,去掉外磁场时,磁性并不消失,呈现出滞后现象等一些特殊的磁效应。
d. 摩尔磁化率: 古埃法测定物质的摩尔磁化率( )的原理通过测定物质在不均匀磁场中受到的力,求出物质的磁化率 。
把样品装于园形样品管中,悬于两磁极中间,一端位于磁极间磁场强度最大区域 H ,而另一端位于磁场强度很弱的区域 H 0,则样品在沿样品管方向所受的力F 可表示为:M χHF mHZχ∂=∂P P D M χχχχ≈+=其中:m 为样品质量,H 为磁场强度, 为沿样品管方向的磁场梯度。
本实验用摩尔氏盐(六水合硫酸亚铁铵)标定外磁场强度H 。
测定亚铁氰化钾和硫酸亚铁的摩尔磁化率,求金属离子的磁矩并考察电子配对状况。
三、仪器、试剂MB-1A 磁天平(包括电磁铁,电光天平,励磁电源) 1套 软质玻璃样品管 1只 角匙 1只 漏斗 1只莫尔氏盐(NH 4)2SO 4·FeSO 4·6H 2O (分析纯) FeSO 4·7H 2O (分析纯) K 4Fe(CN)6·3H 2O (分析纯)四、实验步骤1. 磁场强度(H )的测定 :用已知摩尔磁化率的莫尔氏盐标定某一固定励磁电流时的磁场强度(H ).励磁电流变化0A →3A →3.5A →4A →3.5A →3A →0A ,分别测定励磁电流在各值下的天平的读数(4A 的值可以不读,持续2分钟左右,消磁),用同一仪器在同等条件下进行后续的测定。
大学物理化学实验报告络合物的磁化率的测定实验目的:通过实验测定络合物的磁化率,掌握磁化率的测定方法和技巧。
实验仪器:洛氏天平、电磁振荡器、振荡电路、Q计、恒温水浴器、实验室电子天平。
实验原理:络合物的磁化率是指在外磁场的作用下,物质自身产生的磁场强度和外磁场强度之比。
磁化率是描述物质磁性的重要物理量。
磁场的作用下,物质的磁矩将朝着磁场方向排列,这个现象被称为磁化。
当物质产生极化时,在极化过程中产生的电磁感应力,会引起磁化电流。
用磁化电流制造磁场,又改变物质的磁极朝向,把磁场放置于物质的磁场中使磁极反向,则外场所占的元素数越小,磁化强度越强。
实验步骤:1.将洛氏天平调零,并将所需量的化合物精致称取后转移到可锡金属内。
2.将所需化合物置于电磁振荡器中,并加入微量的稳定剂。
3.振荡电路管路所接的Q计为230,测量电路输出的信号频率差,以求得振动频率。
4.将所需化合物加入到恒温水浴器中,约测温乘实验执行时的时间,记录所需化合物的质量。
5.测量化合物的磁化率,将约6克的化合物加入到电磁振荡器的内锡金属中。
开启泵浦,使化合物处于稳定状态。
记录全质量平衡的精细称量,在稳定状态下开启振荡电路,并标记振荡频率。
6.依照实验操作所得温度T值,计算化合物的磁化率,记录测量值。
7.将测试结果记录在记录表中,记录实验所用的仪器,设备的具体信息、操作步骤,实验过程中所需注意的问题及所得数据与结论。
实验结果分析:实验结果表明,所得化合物的磁化率与温度呈正比例关系,在一定的磁场强度下,化合物的磁化率随着温度升高而增加,在磁场消失后,化合物的磁化率随着温度的升高而降低。
大学物理化学实验报告-络合物的磁化率的测定实验目的:1. 学习络合物磁化率测定的原理和方法。
2. 掌握络合物的制备和采用重量法测量络合物产率。
3. 掌握恒温磁化率测量仪器的使用方法。
实验原理:磁性物质的磁化率表示了磁场对物质磁化程度的影响,是刻画磁性物质性质的重要物理量之一。
在理论计算和实验研究中,磁化率是一个重要参数。
本实验采用真空干燥法制备[Fe(H2O)6][Fe(CN)6]络合物。
该络合物在空气中灰白色,但是在真空中干燥以后,变成深红色。
磁性可以通过络合物的配位和结构进行调控,因此选用该络合物作为磁化率测量样品。
本实验采用法拉第电桥恒温磁化率计测量络合物[Fe(H2O)6][Fe(CN)6]的磁化率。
法拉第电桥恒温磁化率计可以在不同温度下测量样品的磁化率,通过对样品在不同温度下的磁化率进行测量,可以得到样品的居里常数和磁化率。
磁化率在实验中一般用负数表示。
实验内容:1. 制备[Fe(H2O)6][Fe(CN)6]络合物。
将4.4g K4Fe(CN)6·3H2O、5g FeSO4·7H2O和2.5g Na2SO4分别溶解在30mL四氯化碳中, 将FeSO4·7H2O和Na2SO4溶液加入到K4Fe(CN)6·3H2O 溶液中,搅拌一分钟(溶液变为深蓝色), 然后倒出溶液,加入等体积饱和NaCl溶液而得深红色晶体。
真空干燥至常温。
2. 采用重量法测量制备出来的[Fe(H2O)6][Fe(CN)6]络合物的产率。
称取约1g样品,分别置于500mL锥形瓶,加入50mL氯仿, 使其浸泡均匀,静置数分钟,加20mL水后用滴管加入2~3滴酚酞指示剂,用0.1mol/L NaOH溶液滴定至转色,记录NaOH溶液消耗量V,然后再将上述溶液放在浓缩器内蒸干,称取残渣,以得到络合物的产率。
3. 测定样品的恒温磁化率。
样品放在试管中,将试管放入恒温磁化率计中,加热至目标温度(如50℃),让样品升至与恒温盘相等的温度,在一定时间内让样品获得平衡,记录下恒温盘的温度,用万用表读取样品回路的电动势,即可得到恒温盘下的电势差,并计算出测定的磁化率。
络合物磁化率的测定一、实验目的1.掌握古埃法测定磁化率的原理和方法。
2.测定一些络合物的磁化率。
3.了解磁化率数据对推断未成对电子数和分子配键类型的作用。
二、实验原理1.物质的磁性2.磁化率与分子磁矩3.磁化率的测定古埃法测定磁化率的装置如图所示。
将装有样品的圆柱形玻璃管如图所示方式悬挂在两磁极中间,使样品的底部处于两极中心,即磁场强度H最强的区域,样品的顶部则处于最上部磁场强度H0几乎为零处。
这样,样品管就处于不均匀的磁场中。
设样品管的截面积为A。
一个小磁子在不均匀磁场中受的力为磁矩和磁场强度梯度的积:式中μ为一个磁子的磁矩,器为磁场强度梯度。
对于顺磁性物质,作用力指向磁场强度大的方向,对于逆磁性物质则指向磁场强度小的方向。
在样品管方向长度为dS的体积AdS在非均匀磁场中所受的力则为:样品管中所有样品受的力:当样品受到磁场作用力时,天平的另一臂上加减磁码使之平衡。
设Δw为施加磁场前后的质量差,则(5)由于代入(5)并整理后得:,(6)式中:h一样品高度,w样品质量,g一重力加速度,M样品的摩尔质量,H磁场强度。
H可由己知单位质量磁化率的莫尔氏盐来间接标定(χM与温度的关系为),也可直接测量。
三、仪器与药品古埃磁天平(包括磁场,电光天平、励磁电源、特斯拉计)1套,软质玻璃样品管1支。
直尺1个,装样品工具(包括研钵、角匙、小漏斗、玻璃棒)1套。
莫尔氏盐,FeSO4�7H2O,K3Fe(CN)6,K4Fe(CN)6�3H2O(分析纯)。
四、实验步骤1.将特斯拉计的探头放入磁铁中心架中,套上保护套,调解特斯拉计为0。
2.除下保护套,把探头垂直置于磁场两极中心,打开电源,调节励磁电流为4A,使探头处于磁场强度最大位置,然后垂直向上拉探头,找到刚使H0=0的位置,这也就是样品管内应装样品的高度。
关闭电源前应将电压旋钮调至特斯拉计为0。
3.用莫尔氏盐标定磁场强度:将空样品管洗净、烘干后挂在磁天平上,在不加磁场和励磁电流为4A和5A的磁场下称其重量。