大学物理化学实验报告-络合物的磁化率的测定
络合物磁化率的测定(精)
Z
பைடு நூலகம்
其中：为质量磁化率，m为样品质量，H为磁场强度, H 为 沿 样 品 管 方 向 的 磁 场 梯 度。
Z
二.实验原理:
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.
难点与重点：
磁化率的意义及几种磁化率的关系。 物质的磁性质。 根据居里定律计算物质的永久磁矩μm和它所 含有未成对电子数n。 古埃法测定磁化率的原理和实验方法。
实验步骤
1. 磁场强度（H）的测定 ： 用已知摩尔磁化率的摩尔氏盐标定某一固定励磁电流 时的磁场强度（H）.励磁电流控制在(2.5mA—3.0mA间). 用同一仪器在同等条件下进行后续的测定。 具体操作 如下： （1）把样品管悬于磁场的中心位置，测定空管在加励磁 电流前，后磁场中的重量。求出空管在加磁场前，后的重 量变化管 ，重复测定三次读数，取平均值。 （2）把已经研细的摩尔氏盐通过小漏斗装入样品管，样 品高度约为15cm（此时样品另一端位于磁场强度H=0处）。 用直尺准确测量样品的高度，要注意样品研磨细小，装样 均匀不能有断层。测定摩尔氏盐在加励磁电流前，后磁场 中的重量。求出在加磁场前后的重量变化样品+管，重复 测定三次读数，取平均值。
二.实验原理:
古埃法测定物质的摩尔磁化率（ M） 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： H
F mH
实验步骤
2．样品的摩尔磁化率测定：
物化实验报告磁化率-络合物结构测定
可见，测量磁化率可以区分物质的磁性类型，还可以检测外界条件
改变时磁性的转变；测定顺磁性物质的磁化率，有助于计算出每个分子
中的非成对电子数，从而推测出该物质分子的配位场电子结构。
仪器与试剂
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。
4A时: =-4.902 E-7 m3/g 所以χm=6.809 E-7m3/g 由公式 ， T=290.85K，NA=6.022E23 mol-1，K=1.381E-16 erg/K，β=9.274E-21 erg/Gauss 解得：n=0
0
13.195 13.195 26.568 26.568
K4Fe(CN)6·3H2O： 样品柱高度h3=15.35cm Table 3
励磁电流 /A
空管视质量/g
0
12.706 12.706
3
12.706 12.706
4
12.706 12.706
4
12.705 12.706
3
12.706 12.706
3） 测定FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的相关数据：另取一只 空样品管，仿照测(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的步骤，将样品 改为FeSO4·7H2O测定并记录有关数据。再换一只空样品 管，测K4Fe(CN)6·3H2O。
.3 注意事项
1）操作中电流调节要缓慢，并注意电流稳定后方可称量； 2）样品管底部要与磁极中心线齐平； 3）称量时样品管要处于两个磁极的中间； 4）样品的高度必须h≥15cm，而且准确记录下来； 5）样品要研细、填实。
∴ =3307.7 Gauss (I=3A)， = 4410.3 Gauss (I=4A)。
大学物理化学实验报告络合物的磁化率的测定.pdf
F81 25.8942 25.8492 25.7232
K4Fe(CN)6·3H2O+管/g 25.2363 25.2352 25.2346 25.2345 25.2352 25.2364
六、数据处理
室温: 22.5℃
填料高度: h=8cm
(一) 由莫尔氏盐质量磁化率和实验数据计算相应的励磁电流下的磁场强度值：
在实验温度(22.5℃=295.65K)下：
莫尔氏盐的标准χm =9500/(T+1)*4π*10-9
=9500/(295.65+1)*4π*10-9
4
=4.04*10-7 m3·kg-1
所以莫尔氏盐的摩尔磁化率χM = M 莫尔氏盐*χm =392 g/mol * 4.04*10-7 m3·kg-1 =1.58 ×10-7 m3·mol-1
根据公式
M
=
2(m样品+空管 − m空管)ghM 0mH 2
求不同励磁电流下的磁场强度 H：
I=3.0A 时：
H = 2(m样品+空管 − m空管)ghM M 0m
20.09470 − 0.000409.8 0.08 0.392
= 1.5810−7 4 3.1410−7 5.69895
= 2.26105A m−1
可表示为： F = mH H Z
2
其中：m 为样品质量，H 为磁场强度，H 为沿样品管方向的磁场梯度。 Z
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
子的配键类型
络合物磁化率的测定
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。
大学物理化学实验分析报告-络合物的磁化率的测定
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。
络合物磁化率的测定
悬浮样品磁化率仪法
原理
将样品悬浮在液态介质中，通过测量样品在磁场 中的磁感应强度变化，计算出样品的磁化率。
优点
适用于测量磁性较弱的络合物，可以避免振动样 品磁化率仪法的干扰问题。
步骤
将样品研磨成粉末，加入一定量的液态介质中， 搅拌均匀后放置在悬浮样品磁化率仪的测量线圈 中，通过测量样品在磁场中的磁感应强度变化， 计算出样品的磁化率。
原理
步骤
利用振动样品磁化率仪测量络合物的磁化 率，通过测量磁化率的变化来推算络合物 的磁性。
将样品放置在振动样品磁化率仪的测量 线 圈中，通过测量样品在磁场中的磁感应强 度变化，计算出样品的磁化率。
优点
缺点
测量精度高，操作简便，适用于测量固体 和液体样品。
对于一些磁性较弱的络合物，测量结果可 能受到干扰。
检查仪器配件是否齐全，如 探头、电源线等。
准备好实验所需的记录表格， 以便实时记录实验数据。
实验操作流程
01 根据仪器说明书，正确安装探头及连接电源 线。
02
将样品置于测量平台上，确保样品平整且无 气泡。
03
启动仪器，按照预设程序进行磁化率测定。
04
在测定过程中，注意观察仪器读数，确保数 据稳定可靠。
通过以上分析，我们 可以得出结论
络合物磁化率的测定对于研究络合物 的结构和磁性性质具有重要意义。实 验结果与理论预测的比较有助于深入 了解络合物磁化率的规律和影响因素 。在未来的研究中，我们可以进一步 优化实验条件和方法，提高测定结果 的准确性和可靠性，为络合物磁学性 质的研究提供更加可靠的数据支持测定络合物的磁化率，可以了解物质的磁学性质，包括磁矩、磁导率、 磁化强度等，有助于深入理解物质的微观结构和化学键合状态。
络合物的磁化率测定
络合物的磁化率测定一、实验目的1.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；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、实验原理1．磁化率的定义在外磁场作用下，物质会被磁化而产生附加磁感应强度，物质内部的磁感应强度等于B=B+B’=μ0H+B’(1)式中B0为外磁场的磁感应强度；B’为物质磁化产生的附加磁感应强度；H为外磁场强度；μ=4π×N·A-2为真空磁导率。
物质的磁化可用磁化强度M来描述，M也是一个矢量，它与磁场强度成正比M=H(2)式中称为物质的体积磁化率，是物质的一种宏观磁性质。
B’与M的关系为B’=μ0M=μH(3)将(3)代入(1)得B=(1+)μ0H=μμH(4)式中μ称为物质的相对磁导率。
化学上常用单位质量磁化率或摩尔磁化率来表示物质的磁性质，它们的定义为： = （5） =M·= （6）式中ρ为物质密度，M为物质的摩尔质量。
的单位是m³·kg-1，的单位是m³·mol-1。
2．物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的三种磁化现象第一种情况是物质本身不呈现磁性，但由于其内部的电子轨道运动，在外磁场作用下会产生拉摩进动，感应出一个诱导磁矩来，表现为一个附加磁场，磁矩的方向与外磁场相反，其磁化强度与外磁场强度呈正比，并随着外磁场的消失而消失，这类物质称为逆磁性物质，其μ<1，<0。
第二种情况是物质的原子、分子或离子本身具有永久磁矩μm，由于热运动，永久磁矩指向各个方向的机会相同，所以该磁矩的统计值等于零。
但在外磁场作用下，永久磁矩会顺着外磁场方向排列，其磁化方向与外磁场相同，其磁化强度与外磁场强度成正比，此物质内部的电子轨道运动也会产生拉摩进动，其磁化方向与外磁场相反。
这类物质被称为顺磁性物质。
显然，此类物质的摩尔磁化率是摩尔顺磁化率和摩尔逆磁化率之和=+ (7)由于≫||，故有≈(8)顺磁性物质的μ＞1，＞0。
大学物理化学实验报告络合物的磁化率的测定
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 同组者姓名 史黄亮 室温 ℃ 气压 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 χH
F mH
Z
χ∂=∂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 →→4A →→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。
具体操作如下：
（1）把样品管悬于磁场的中心位置，测定空管在加励磁电流前，后磁场中的重
量。
求出空管在加磁场前，后的重量变化管 ，重复测定三次读数，取平均值。
（2）把已经研细的莫尔氏盐通过小漏斗装入样品管，样品高度约为8m （此时样
品另一端位于磁场强度H=0处）。
读出样品的高度，要注意样品研磨细小，装样均匀不能有断层。
测定莫尔氏盐在加励磁电流前，后磁场中的重量。
求出在加磁场前后的重量变化样品+管，重复测定三次读数，取平均值。
2．样品的莫尔磁化率测定：
把测定过莫尔氏盐的试管擦洗干净，把待测样品 ，分别装在样品管中，按着上述步骤（1）
，（2）分别测定在加磁场前，后的重量。
求出重量的变化（管和样品+管），重复测定三次读数，取
H
Z
∂∂[]462()3K Fe CN H O
⋅4
2
7FeSO H O ⋅
平均值。
五、原始数据
T=℃ h=8cm
M FeSO4·7H2O= g/mol
M K4Fe(CN)6·3H2O= g/mol
M莫尔氏盐=392 g/mol
六、数据处理
(一) 由莫尔氏盐质量磁化率和实验数据计算相应的励磁电流下的磁场强度值：在实验温度℃=下：
=9500/(T+1)*4π*10-9
莫尔氏盐的标准χ
m
=9500/+1)*4π*10-9
=*10-7 m3·kg-1
所以莫尔氏盐的摩尔磁化率χM = M 莫尔氏盐*χm
=392 g/mol * *10-7 m 3·kg -1 = ×10-7 m 3·mol -1
根据公式
+2
02()m M ghM
m m H
χμ∆-∆=
样品空管空管 求不同励磁电流下的磁场强度H ：
I=时：
51
2.2610H A m -==
=⨯⋅同理可得，I=时：
H=×105 A ·m -1
(二) 计算FeSO 4·7H 2O 和K 4Fe(CN)6·3H 2O 的χm 再计算其μm 和未成对电子数n
现以FeSO 4·7H 2O 为例做计算示例： 根据公式：+4
2
FeSO 7H O
2
02()m
M gh m M m H χμ⋅∆-∆=
样品空管
空管
求出FeSO 4·7H 2O 在两个不同的励磁电流下的χM 并取平均值， 得，
4
2
FeSO ?7H O
7
1.4510M χ-=⨯ m ³·mol -1 再根据公式：203m M
L kT
μμχ≈
其中 -23k=1.38/10J K ⨯;
2316.0210L mol -=⨯;
720410N A πμ--=⨯⋅
解得，
2324.8510m N A μ--=⨯⋅
最后利用关系式：m B μ=
解得，
n=≈4
(三) 根据未成对电子数，讨论FeSO 4·7H 2O 和K 4Fe(CN)6·3H 2O 中Fe 2+的最外层电子结构及由此构成的配键类型 FeSO 4·7H 2O 中Fe 2+外层电子组态：
3d 4S
4P
可知：FeSO 4·7H 2O 中配价键为电价配键。
K 4Fe(CN)6·3H 2O 中Fe 2+外层电子组态：
3d 4S
4P
可知：K 4Fe(CN)6·3H 2O 中配价键为共价配键。
七、思考题
1、不同的励磁电流测得的样品摩尔磁化率是否相同如果测量结果不同应如何解释
答：χM 一样。
因为物质的摩尔磁化率是物质的一种宏观性质，而与外界条件
无关，不会因为励磁电流的改变而改变。
本实验在处理数据时，求了不同励磁电流下的χM ，是为了更精确，求得
的为两次测量的平均值。
2、引起误差的原因
答：1.没有把样品管底与磁极中心线平行，因磁场不均匀，测得的Δm
样+管
与Δm有偏差；
2.测空管时，管内残留有少量原先无法除去的杂质；
3.样品没有研磨细小，装样不均匀或有断层；
4.环境的扰动(因为本组实验是靠门口的，进出人员带来的环境的扰动是
不可避免的)；
5.仪器本身存在误差。
八、实验总结
本实验的操作部分其实并没有特别困难之处，关键在与环境及条件的控制，尽量避免系统的扰动，当然，也由于无可避免的误差的存在会给计算结果产生一定的影响。
本实验难就难在数据的处理比较困难，因为其原理不易懂，造成推导得到的公式不明白，而在转换、交叉计算时产生混淆。
还有在计算过程中单位的统一非常关键(起初我也有单位原因的错误)。
最后，通过计算得到的结果与实际接近，实验还算成功。
但还有一点不明
白，课本第386页上，K
4Fe(CN)
6
·3H
2
O的磁化率为什么是负值。