络合物磁化率的测定
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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。
实验二十三 络合物磁化率的测定一、实验目的1. 学习古埃法测定物质磁化率的原理和方法;2. 通过对FeSO 4·7H 2O 与K 4[Fe (CN )6]·3H 2O 磁化率的测定,推算未成对电子数。
二、实验原理物质在磁场中被磁化,在外磁场强度H (A·m -1)的作用下,产生附加磁场H'。
这时该物质内部的磁感应强度B 为外磁场强度H 与附加磁场强度H'之和:B =H 十H '=H 十4πχH = μH (15-1)式中χ称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力,是无量纲的物理量。
μ称为磁导率,与物质的磁化学性质有关。
由于历史原因,目前磁化学在文献和手册中仍多半采用静电单位(CGSE),磁感应强度的单位用高斯(G ),它与国际单位制中的特斯拉(T )的换算关系是1T = 10000G 。
磁场强度与磁感应强度不同、是反映外磁场性质的物理量。
与物质的磁化学性质无关。
习惯上采用的单位为奥斯特(Oe ),它与国际单位A·m -1 的换算关系为1Oe = 31410π-⨯ A·m -1由于真空的导磁率被定为:μ0=4π×10-7 Wb·A -1·m -1,而空气的导磁率μ空 ≈μ0,因而B =μ0H = 4π ×10-7 Wb·A -1·m -1 × 1Oe =1×10-4 Wb·m -2 =1×10-4 T =1G 。
这就是说1奥斯特的磁场强度在空气介质中所产生的磁感应强度正好是1高斯,二者单位虽然不同,但在量值上是等同的。
习惯上用测磁仪器测得的“磁场强度”实际上都是指在某一介质中的磁感应强度,因而单位用高斯,测磁仪器也称为高斯计。
除χ外化学上常用单位质量磁化率χm 和摩尔磁化率χM 来表示物质的磁化能力,二者的关系为:χM =M ·χm (15-2)式中M 是物质的分子量,χm 的单位取cm 3·g -1,χM 的单位取cm 3·mol -1。
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。
物理化教真验报告之阳早格格创做院系化教化工教院班级化教 061教号 13姓名沈修明真验称呼络合物的磁化率的测定日期 2009.4.20 共组者姓名史黄明室温℃气压 101.6 kPa结果一、手段战央供1、掌握古埃(Gouy)法磁天仄测定物量磁化率的基根源基本理战真验要领;2、通过对于一些络合物的磁化率测定,推算其不可对于电子数,推断那些分子的配键典型二、基根源基本理物量的磁性普遍可分为三种: 逆磁性, 反磁性战铁磁性.a .反磁性是指磁化目标战中磁场目标好异时所爆收的磁效力.反磁物量的χD < 0(电子的推摩进动爆收一个与中磁场目标好异的诱导磁矩,引导物量具备反磁性).b. 逆磁性是指磁化目标战中磁场目标相共时所爆收的磁效力,逆磁物量的 Xp > 0.(中磁场效率下,粒子如本子、分子、离子,中固有磁矩爆收的磁效力). c. 铁磁性是指正在矮中磁场中便能达到鼓战磁化,去掉中磁场时,磁性本去不必得,浮现出滞后局面等一些特殊的磁效力.d. 摩我磁化率:古埃法测定物量的摩我磁化率( )的本理通过测定物量正在不匀称磁场中受到的力,供出物量的磁化率 .把样品拆于园形样品管中,悬于二磁极中间,一端位于磁极间磁场强度最大地区 H ,而另一端位于磁场强度很强的地区 H 0,则样品正在沿样品管目标所受的力F 可表示为: 其中:m 为样品本量,H 为磁场强度, 为沿样品管目标的磁场梯度.本真验用摩我氏盐(六火合硫酸亚铁铵)标定中磁场强度H.测定亚铁氰化钾战硫酸亚铁的摩我磁化率,供金属离子的磁矩并观察电子配对于情景. 三、仪器、试剂MB-1A 磁天仄(包罗电磁铁,电光天仄,励磁电源) 1套硬量玻璃样品管 1只角匙 1只MχH F mHZ χ∂=∂HZ ∂∂PP D M χχχχ≈+=漏斗 1只莫我氏盐(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(分解杂)FeSO4·7H2O(分解杂)K4Fe(CN)6·3H2O(分解杂)四、真验步调1. 磁场强度(H)的测定:用已知摩我磁化率的莫我氏盐标定某一牢固励磁电流时的磁场强度(H).励磁电流变更0A→3A→→4A→→3A→0A,分别测定励磁电流正在各值下的天仄的读数(4A的值不妨不读,持绝2分钟安排,消磁),用共一仪器正在共等条件下举止后绝的测定.简直支配如下:(1)把样品管悬于磁场的核心位子,测定空管正在加励磁电流前,后磁场中的沉量.供出空管正在加磁场前,后的沉量变更管,沉复测定三次读数,与仄衡值.(2)把已经研细的莫我氏盐通过小漏斗拆进样品管,样品下度约为8m(此时样品另一端位于磁场强度H=0处).读出样品的下度,要注意样品研磨细小,拆样匀称不克不迭有断层.测定莫我氏盐正在加励磁电流前,后磁场中的沉量.供出正在加磁场前后的沉量变更样品+管,沉复测定三次读数,与仄衡值.2.样品的莫我磁化率测定:把测定过莫我氏盐的试管揩洗搞洁,把待测样品,分别拆正在样品管中,按着上述步调(1),(2)分别测定正在加磁场前,后的沉量.供出沉量的变更(管战样品+管),沉复测定三次读数,与仄衡值.五、本初数据℃ h=8cmM FeSO4·7H2O =278.02 g/molM K4Fe(CN)6·3H2O =422.39 g/molM莫我氏盐=392 g/mol六、数据处理(一) 由莫我氏盐本量磁化率战真验数据估计相映的励磁电流下的磁场强度值:℃=295.65K)下:莫我氏盐的尺度χm =9500/(T+1)*4π*10-9=9500/(295.65+1)*4π*10-9=4.04*10-7 m3·kg-1所以莫我氏盐的摩我磁化率χM = M莫我氏盐*χm=392 g/mol * 4.04*10-7 m3·kg-1=1.58 ×10-7 m3·mol-1根据公式供分歧励磁电流下的磁场强度H:I=3.0A时:共理可得,I=3.5A时:×105 A·m-1(二) 估计FeSO4·7H2O战K4Fe(CN)6·3H2O的χm 再估计其μm战已成对于电子数n现以FeSO4·7H2O为例搞估计示例:根据公式:+42FeSO 7H O202()mM gh m M m Hχμ⋅∆-∆=样品空管空管供出FeSO 4·7H 2O 正在二个分歧的励磁电流下的χM 并与仄衡值, 得,42FeSO ?7H O71.4510Mχ-=⨯ m ³·mol -1 再根据公式:203m M L kTμμχ≈其中 -23k=1.38/10J K ⨯;2316.0210L mol -=⨯;解得,末尾利用闭系式:m B μ= 解得,≈4(三) 根据已成对于电子数,计划FeSO 4·7H 2O 战K 4Fe(CN)6·3H 2O 中Fe 2+的最中层电子结构及由此形成的配键典型FeSO 4·7H 2O 中Fe 2+中层电子组态: 可知:FeSO 4·7H 2O 中配价键为电价配键. K 4Fe(CN)6·3H 2O 中Fe 2+中层电子组态: 可知:K 4Fe(CN)6·3H 2O 中配价键为共价配键. 七、思索题1、分歧的励磁电流测得的样品摩我磁化率是可相共?如果丈量截止分歧应怎么样阐明?问:χM一般.果为物量的摩我磁化率是物量的一种宏瞅本量,而与中界条件无闭,不会果为励磁电流的改变而改变.本真验正在处理数据时,供了分歧励磁电流下的χM ,是为了更透彻,供得的为二次丈量的仄衡值.2、引起缺面的本果?问:1.不把样品管底与磁极核心线仄止,果磁场不匀称,测得的Δm样+管与Δm有偏偏好;2.测空管时,管内残留有少量本先无法与消的杂量;3.样品不研磨细小,拆样不匀称或者有断层;4.环境的扰动(果为本组真验是靠门心的,出进人员戴去的环境的扰动是不可预防的);5.仪器自己存留缺面.八、真验归纳本真验的支配部分本去并不特地艰易之处,闭键正在与环境及条件的统制,尽管预防系统的扰动,天然,也由于无可预防的缺面的存留会给估计截止爆收一定的效率.本真验易便易正在数据的处理比较艰易,果为其本理阻挡易懂,制成推导得到的公式不明黑,而正在变换、接叉估计时爆收殽杂.另有正在估计历程中单位的统一非常闭键(起初我也有单位本果的过得).末尾,通过估计得到的截止与本量靠近,真验还算乐成.但是另有一面不明黑,课本第386页上,K4Fe(CN)6·3H2O 的磁化率为什么是背值?。
物理化学实验陈述之宇文皓月创作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来源根基理和实验方法;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、基来源根基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发生的磁效应。
反磁物质的χD < 0(电子的拉摩进动发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发生的磁效应,顺磁物质的 Xp > 0。
(外磁场作用下,粒子如原子、分子、离子,中固有磁矩发生的磁效应)。
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,磁性其实不必失,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 可暗示为: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(包含电磁铁,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 M χH F mH Zχ∂=∂H Z∂∂P P D M χχχχ≈+=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、实验步调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 ).励磁电流变更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。
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 (1)Ⅰ、实验目的............................................................................................................ 1 Ⅱ、实验原理............................................................................................................ 1 Ⅲ、仪器与试剂 ........................................................................................................ 5 Ⅳ、实验步骤............................................................................................................ 5 Ⅴ、数据处理............................................................................................................ 6 Ⅵ、思考题 ............................................................................................................... 7 Ⅶ、实验的重点难点 ................................................................................................. 7 Ⅷ、网上答疑.......................................................................................................... 10 Ⅸ、注意事项.......................................................................................................... 10 Ⅹ、仪器操作.......................................................................................................... 10 Ⅺ、在线测试. (12)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:04H 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ρχχM M =式中M 、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
M χ的单位为13-⋅molm 。
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。
如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为逆磁性物质,如Hg 、Cu 、Bi 等。
它的M χ<0。
第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总和不等于零,分子磁矩0≠m μ。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时,其方向总是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn 、Cr 、Pt 等,表现出的顺磁磁化率用μχ表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩,因此它的M χ是摩尔顺磁磁化率μχ与摩尔逆磁磁化率0χ之和。
因μχ>>0χ,所以对于顺磁性物质,可以认为M χ=μχ,其值大于零。
第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩m μ的关系可由居里-郎之万公式表示:χ=TL m κμμχμ320=式中L 为阿伏加德罗常数(12310022.6-⨯mol),k 为玻尔兹曼常数(123103806.1--⋅⨯KJ ),0μ为真空磁导率(27104--⋅⨯A N π),T 为热力学温度。
上式可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据。
分子磁矩m μ由分子内未配对电子数n 决定,其关系如下:)2n (n Bm +=μμ式中B μ为玻尔磁子,是磁矩的自然单位。
12410274.9--⋅⨯=T J B μ(T 为磁感应强度的单位,即特斯拉)。
求得n 值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型。
例如,Fe 2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d 64s 04p 0。
如以它作为中心离子与6个H 2O 配位体形成[Fe (H 2O)6] 2+络离子,是电价络合物。
其中Fe 2+ 离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构,此时n = 4。
见图所示:Fe 2+ 在自由离子状态下的外层电子结构如果Fe 2+离子与6个CN -1离子配位体形成[Fe (CN)6] 4-络离子,则是共价络合物。
这时其中Fe 2+离子的外电子层结构发生变化,n = 0。
见图所示:Fe 2+ 外层电子结构的重排显然,其中6个空轨道形成d 2sp 3的6个杂化轨道,它们能接受6个CN - 离子中的6对孤对电子,形成共价配键。
2. 摩尔磁化率的测定本实验用古埃磁天平测定物质的摩尔磁化率M χ,测定原理如图所示。
古埃磁天平法测定原理图一个截面积为A 的样品管,装入高度为h 、质量为m 的样品后,放入非均匀磁场中。
样品管底部位于磁场强度最大之处,即磁极中心线上,此处磁场强度为H 。
样品最高处磁场强度为零。
前已述及,对于顺磁性物质,此时产生的附加磁场与原磁场同向,即物质内磁场强度增大,在磁场中受到吸引力。
设0χ为空气的体积磁化率,可以证明,样品管内样品受到的力为:()20021H A F μχχ-=以式ρχχM M =代入上式,并结合hAm =ρ,而0χ值很小,相应的项可以忽略,可得MhHm F m 2021μχ⨯=在磁天平法中利用精度为0.1 mg 的电子天平间接测量F 值。
设0m ∆为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化,m ∆为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化,则()g m m F 0∆-∆=式中g 为重力加速度281.9-⋅sm )。
将式MhHm F m 2021μχ⨯=代入上式,可得200)(2mHghMm m M μχ∆-∆=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H B 0μ=关系式计算得到,H 的单位为1-⋅mA 。
也可用已知磁化率的莫尔氏盐标定。
莫尔氏盐的摩尔磁化率BM χ与热力学温度T 的关系为:)(10419500139--⋅⨯⨯⨯+=molm M T BM πχ式中M 为莫尔氏盐的摩尔质量(1-⋅mol kg )。
Ⅲ、仪器与试剂试剂:莫尔氏盐(NH 4)2SO 4·FeSO 4·6H 2O(分析纯),亚铁氰化钾 K 4[Fe (CN)6] ·3H 2O(分析纯),硫酸亚铁FeSO 4·7H 2O(分析纯)仪器:古埃磁天平(包括磁极、励磁电源、电子天平等),CT5型高斯计,玻璃样品管,装样品工具(包括研钵、角匙、小漏斗等)。
Ⅳ、实验步骤1. 磁场强度分布的测定(1) 分别在特定励磁电流(I 1 = 2.0A ,I 2 = 4.0A ,I 3 = 6.0A )的条件下,用高斯计测定从磁场中心起,每提高1cm 处的磁场强度,直至离磁场中心线20cm 处为止。
(2) 重复上述实验,并求各高度处的磁场强度平均值。
2. 用莫尔氏盐标定在特定励磁电流下的磁场强度H(1) 取一支清洁、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中心连线上。
准确称量空样品管。
然后将励磁电流电源接通,依次称量电流在2.0A 、4.0A 、6.0A 时的空样品管。
接着将电流调至7A ,然后减小电流,再依次称量电流在6.0A 、4.0A 、2.0A 时的空样品管。
将励磁电流降为零时,断开电源开关,再称量一次空样品管。
由此可求出样品质量m 0及电流在2.0A 、4.0A 、6.0A 时的m 0 (应重复一次取平均值)。
上述调节电流由小到大、再由大到小的测定方法,是为了抵消实验时磁场剩磁现象的影响。
(2) 取下样品管,装入莫尔氏盐(在装填时要不断将样品管底部敲击木垫,使样品粉末填实),直到样品高度约15cm 为止。
准确测量样品高度h ,测量电流为零时莫尔氏盐的质量m B 及2.0A 、4.0A 、6.0A 时的.m B 的平均值。
3. 样品的摩尔磁化率测定用标定磁场强度的样品管分别装入亚铁氰化钾与硫酸亚铁,同上要求测定其h 、m 及2.0A 、4.0A 、6.0A 时的m 。
Ⅴ、数据处理1、由莫尔氏盐的磁化率和实验数据,计算各特定励磁电流相应的磁场强度值,并与高斯计测量值进行比较。
2、由亚铁氰化钾与硫酸亚铁的实验数据,分别计算和讨论在I 1=2.0A ,I 2 = 4.0A ,I 3 = 6.0A 时的M χ、m μ以及未成对电子数n 。