磁化率的测定
磁化率的测定课件

磁记录技术
磁记录技术是利用磁性材料的磁化率 变化来记录和存储信息的一种技术, 广泛应用于计算机存储、音频和视频 记录等领域。
地球科学中的磁化率测定
地质年代测定
通过测定岩石的磁化率,可以推 断出岩石的年代和地质历史,为
地质学研究提供重要依据。
地球磁场研究
地球磁场是由地球内部的铁、镍 等金属元素产生的,通过测定不 同地点的磁化率,可以研究地球
核磁共振法
总结词
一种高精度磁化率测定方法,利用核磁共振原理测量物质的磁化率。
详细描述
核磁共振法利用原子核的磁矩和磁场相互作用原理来测量物质的磁化率。在测量 过程中,样品被放置在强磁场中,并利用射频脉冲激发原子核产生共振。通过测 量共振信号的强度和频率,可以计算出样品的磁化率。
热磁仪法
总结词
一种测量顺磁性物质磁化率的方法,通过加热样品并测量其磁化率变化。
展望了未来实验装置和技术的发展方向, 以提高测量精度和效率。
多物理场耦合效应的研究
跨学科交叉研究
强调了多物理场耦合效应在磁化率研究中 的重要性,探讨了相关研究的前景。
鼓励跨学科交叉研究,以促进磁化率测量 领域与其他学科领域的交流与合作。
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常用的磁化率测定方法有振动 样品磁强计法、悬浮液法、核 磁共振法等。
在测定过程中,需要注意消除 其他磁场干扰,保证测量结果 的准确性和可靠性。
02
磁化率测定的方法
振动样品磁化率仪法
总结词
一种常用的磁化率测定方法,通过振动样品来测量磁化率。
详细描述
该方法利用振动样品磁化率仪来测量物质的磁化率。在测量 过程中,样品被放置在特定的磁场中,并通过振动来改变磁 场强度。通过测量振动的幅度和频率,可以计算出样品的磁 化率。
磁化率的测定

数据记录
实验温度:13.8℃=286.95K 气压:85.34KPa
m0/mg
空管 莫尔盐 (M=392.14g/mol) FeSO4·7H20 (M=278.03g/mol)
m1/mg
m2/mg
m2′/mg
m1′/mg 15.1767 21.8371 22.0919
m0′/mg 15.1766 21.8303 22.0849
经过两中物质摩尔磁化率的比较,可得到下式:
χ M1 Δm1 * m 2 M 1 χ M2 Δm 2 * m1M 2
实验步骤
1.将特斯拉计垂直放入两个电极的中心,然后左右,上下调节特斯拉计,直至 出现一个最大值,然后调零。 2.将探头垂直置于磁场两极中心,打开电源,调节旋钮,是电流增大至特斯拉 计上显示 300mT,然后取出特斯拉计取出,用探头沿此物质的垂直线,测定 H0=0 的地方。 3.取一支清洁的干燥的空样品管悬挂在磁天平的挂钩上,使样品管正好与磁极 中心线齐平,准确称取空样品管质量(H=0)时,得 m0;调节旋钮,使特斯拉计数 显为 300mT(H1),迅速称量,得 m1,逐渐增大电流,使特斯拉计数显为 350mT (H2),称量得 m2,然后略微增大电流,接着退至 350mTH2,称量得 m2′,将电流 降至数显为 300mT (H1)时,再称量得 m1 ′,再缓慢降至数显为 0T (H0),又称 取空管质量得 m0′(H0)。 4.取下样品管用小漏斗装入事先研细并干燥过的莫尔氏盐并不断让样品管底部 在软垫上轻轻碰击,使样品均匀填实,直至所要求的高度,按前述方法将装 有莫尔盐的样品管置于磁天平上称量,重复称空管时的路程,得
思考题:
1.理论上,在不同的励磁电流测得的样品摩尔磁化率应该是相同的。因为摩尔 磁化率是物质本身的性质,至于物质本身的结构特征有关,而与外界磁化电流 的变化无关,所以励磁电流的变化对它没有影响。但由于试验误差和各种干扰 因素会导致最后测得的结果会有一定的偏差。 2.古埃天平测定磁化率的精密度与以下因素有关: 1) 样品管的悬挂位置:正处于两磁极之间,底部与磁极中心线齐平,悬挂样 品管的悬线勿与任何物体接触; 2) 探头是否正常:钢管是否松动,探头平面是否与磁场方向垂直; 3) 温度光照:温度不宜过高,不宜强光照射,不宜在腐蚀性气体场合下使用;
磁化率的测定

实验十六 磁化率的测定1. 摘要磁化率的测定是一个经典的磁学测量方法。
1889年Gouy [1]建立了在均匀磁场中测量磁化率的古埃法,1964年Mulay [2]设计了在非均匀磁声中测定磁化率的Faraday 法。
摩尔磁化率定义为据κ的特点将物质分为三类:κ>0称顺磁性物质;κ<0称反磁性物质;另外有少数物质的κ值与外磁场H 有关,随外磁场强度的增加而急剧地增强,且伴有剩磁现象,称此为铁磁性物质(如铁、钴、镍等)。
凡原子分子中具有自旋未配对电子的物质都是存在固有磁矩的顺磁性物质。
这些原子分子的磁矩象小磁铁一样,在外磁场中总是趋向顺着磁场方向定向排列,但原子分子的热运动又使这些磁矩趋向混乱,在一定温度下这两个因素达成平衡,使原子分子磁矩部分顺着磁场方向定向排列而得以增强物质内部的磁场,显示顺磁性。
凡是原子分子中电子自旋已配对的物质,一般是反磁性的物质。
大部分物质属反磁性。
其原因是物质内部电子轨道运动受外磁场作用,感应出“分子电流”而产生与外磁场方向相反的诱导磁矩。
一般说来,原子分子中含电子数目较多电子活动范围较大时,其反磁化率就较大。
实际上顺磁物质的磁化率除了分子磁矩定向排列所产生的χ顺外,同时还包含有感应所产生的反磁化率χ反,即:χM =χ顺+χ反由于χ顺比χ反大1~3个数量级,因此顺磁性物质的反磁性被掩盖而表现出顺磁性。
在不很精确的计算中,可近似地视χ顺为χM 。
顺磁化率与分子磁矩的关系一般服从居里定律(2.16.2)式将物质的宏观性质χM 与物质的微观性质μ联系起来,因此可通过实验测定χM 来计算物质分子的永久磁矩μ。
实验表明,对自由基或其它具有未成对电子的分子和某些第一族过渡元素离子的磁矩μ与未成对电子数n 的关系为B n n μμ)2(+= (2.16.3)联系(2.16.2)和(2.16.3)两式,可直接得到n 的表达式 11)2(84.22-++=T n n n 顺χ (2.16.4)(2.16.1)(2.16.2)关键词:顺磁 反磁 分子磁矩 摩尔磁化率 古埃氏天平 2. 仪器药品磁化率的测定通常可用共振法或天平法。
磁化率的测定数据处理

磁化率的测定数据处理磁化率是描述某物质受磁场作用的程度的重要参数。
通过测定磁化率,可以深入了解物质的磁性质,并了解其与外界磁场的相互作用情况。
本文主要介绍了磁化率的测定及其数据处理方法。
一、磁化率的测定方法常见的磁化率测定方法有Susceptometer法和法拉第电桥法。
下面分别介绍这两种方法。
(一)Susceptometer法Susceptometer法是通过测量磁化物质在外界磁场作用下所呈现的磁化强度来确定其磁化率的方法。
通常使用交流恒磁场的自激振荡磁化强度(SRO)进行测量。
Susceptometer 的结构如图1所示:1、交流恒磁场发生器;2、圆柱形样品,左右两端连有线圈;3、SQUID (超导量子干涉器);4、低温漏斗。
测量方法如下:(1)将样品放入Susceptometer,经过恒温、吸氧等处理后,使用计算机控制交流恒磁场发生器,使其在一定的频率范围内施加不同磁场,得到由SQUID和样品产生的恒磁场和反向恒磁场的超导电流响应,通过一系列采样后存储于计算机;(2)计算机对采样进行处理,得到样品在不同频率下的SRO曲线,并根据该曲线计算出样品的磁化率。
(二)法拉第电桥法法拉第电桥法先测定磁场中两同时刻的电压,然后测定有样品存在的同步时间内的电压再进行比较,以求解样品的磁化。
(1)漏斗将样品置于交变磁场中,通过测量桥式电路的电压差ΔU ,计算样品磁化率。
(2)调整小动臂,使得样品的磁化强度为0,记录下来其与O引脚间的电压V0和隔板间的电压差U0,这样,电桥现在是平衡的。
(3)微调小动臂,使样品有一些磁化量,然后测量出它和O引脚之间的电压V1和隔板间的电压差U1。
此时,我们会发现电桥失去了平衡。
(4)根据电桥各个支路上的电压,导出磁化率公式并进行计算。
在进行Susceptometer测量时,关键是选择适当的交变磁场的频率范围。
需要注意的是,磁场的频率不能低于皮肤效应频率,也不能高于自旋共振频率。
磁化率的测定

磁化率的测定磁化率是描述物质磁性的物理量,它是一个无量纲的比例系数,表示物质在外加磁场下的磁化程度。
磁化率的测定是物理学研究中的重要实验方法之一。
本文将介绍磁化率的测定原理、测量方法以及实验步骤。
一、磁化率的测定原理磁化率是磁化强度和外加磁场强度之间的比值,可以用公式表示为:χ = M/H其中,χ为磁化率,M为物质的磁化强度,H为外加磁场强度。
通过测量物质在不同外加磁场下的磁化强度,可以得到磁化率的数值。
二、磁化率的测量方法常见的磁化率测量方法有磁感应强度法、霍尔效应法、磁滞回线法等。
1. 磁感应强度法:该方法利用磁场中的磁感应强度与磁化强度之间的关系来测量磁化率。
实验中,通过改变外加磁场的强度,测量物质的磁感应强度,然后计算得到磁化率。
2. 霍尔效应法:该方法利用霍尔效应来测量磁化率。
实验中,将物质置于磁场中,利用霍尔元件测量磁场引起的电势差,通过计算得到磁化率。
3. 磁滞回线法:该方法适用于测量磁化率随外加磁场的变化情况。
实验中,将物质置于交变磁场中,测量物质的磁滞回线,通过分析磁滞回线的形状和大小,可以得到磁化率。
1. 准备实验所需的材料和仪器,包括物质样品、磁场发生器、磁感应强度计等。
2. 根据实验要求选择适当的测量方法,例如磁感应强度法、霍尔效应法或磁滞回线法。
3. 进行实验前的准备工作,包括校准仪器、调整实验参数等。
4. 开始实验,根据测量方法的要求进行实验操作。
例如,在磁感应强度法中,通过改变外加磁场的强度,测量物质的磁感应强度,并记录数据。
5. 根据实验数据计算磁化率的数值,并进行数据处理和分析。
6. 根据实验结果,进行实验讨论和结论,对实验结果进行解释和分析。
四、总结磁化率的测定是物理学实验中的一项重要内容,通过测量物质在不同外加磁场下的磁化强度,可以得到磁化率的数值。
常用的测量方法包括磁感应强度法、霍尔效应法和磁滞回线法。
在进行实验时,需要注意实验步骤的正确性和仪器的准确性。
磁化率的测定

实验报告:磁化率测定一、实验目的1. 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2. 测定三种络合物的磁化率,求算未成对电子数,判断分子配键的类型。
二、实验原理1 .磁化与磁化率外加磁场作用下:B=B0+B′=μ0H+B′其中,B0为外磁场的磁感应强度;B′为物质磁化产生并附加的磁感应强度;H为外磁场强度。
μ0为真空磁导率,数值为4π×10−7。
物质的磁化强度用M表示M=χHχ为体积磁化率,又分为质量磁化率χm=χ/ρ和摩尔磁化率χM=Mχ/ρ2. 摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场作用下,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。
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:H‘=4πχH0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μm = 0。
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。
这种物质称为反磁性物质,如Hg、Cu、Bi等。
它的χm称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反< 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μm≠ 0。
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χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩,因此它的χm是顺磁磁化率χ顺与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|≫|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,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μm关系可由居里——郎之万公式表示:χm=χ顺=Lμm2μ03kT这个公式是在顺磁性下的近似计算。
磁化率的测定

磁化率的测定磁化率的测定是研究物质磁性性质的一种常用方法。
磁化率是描述物质在外磁场作用下磁化程度的物理量,是磁场强度与物质磁化强度之间的比值。
测定磁化率可以帮助我们了解物质的磁性特征,对于研究磁性材料、电磁器件设计等具有重要意义。
磁化率的测定可以通过多种方法实现,下面将介绍几种常见的测定方法。
一、磁化曲线法磁化曲线法是一种基于磁化过程的测定方法。
它通过在外磁场中改变物质的磁化状态,测定物质的磁化强度,从而计算出磁化率。
常用的仪器是霍尔差分磁化仪。
通过在不同磁场强度下测量样品的磁化强度,得到磁化曲线,通过对磁化曲线的分析,可以得到物质的磁化率。
二、振荡磁滞回线法振荡磁滞回线法是一种利用物质在交变磁场中的磁滞特性来测定磁化率的方法。
该方法通过在交变磁场中测量物质的磁化强度和磁场强度的关系,得到磁滞回线,进而计算出磁化率。
常用的仪器是交流磁滞仪。
该方法适用于测量低频范围内的磁化率。
三、饱和磁化法饱和磁化法是一种通过测量物质在饱和磁场下的磁化强度来计算磁化率的方法。
该方法利用了物质在饱和磁场下,磁化强度与磁场强度成线性关系的特点。
通过在饱和磁场下测量磁化强度,可以准确计算出磁化率。
常用的仪器是饱和磁化强度计。
四、库仑法库仑法是一种通过物质在恒定磁场中的磁导率来计算磁化率的方法。
该方法利用了物质在恒定磁场中,磁感应强度与磁场强度成线性关系的特点。
通过测量磁感应强度和磁场强度的比值,可以计算出磁化率。
常用的仪器是库仑磁感应强度计。
以上介绍了几种常见的磁化率测定方法,每种方法都有其适用范围和优缺点。
在实际应用中,选择合适的测定方法需要考虑样品特性、测量精度、实验条件等因素。
磁化率的测定在研究物质磁性性质、材料科学、电磁器件设计等领域具有重要应用价值。
磁化率的测定可以帮助我们了解物质的磁性特征,指导材料的选择和设计,推动科学研究的进展。
通过不断改进测定方法和提高测量精度,我们能够更好地理解和应用磁性材料,为科学技术的发展做出更大的贡献。
磁化率的测定

实验一磁化率的测定【实验目的】①掌握古埃(Gouy)磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
②通过对一些配位化合物磁化率的测定,计算中心离子的不成对电子数,并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。
【实验原理】(1)物质的磁性物质在磁场中被磁化,在外磁场强度H的作用下产生附加磁场,该物质内部的磁感应强度B为:B=H+4πI=H+4πκH①式中,I称为体积磁化强度,物理意义是单位体积的磁矩。
式中的κ=I/H称为物质的体积磁化率。
I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ,σ=I/ρ称为克磁化强度;χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm=κM/ρ称为摩尔磁化率(M是物质的摩尔质量)。
这些数据都可以从实验测得,是宏观磁性物质。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm,铁磁性研究中常用到I、σ。
不少文献中按宏观磁性物质,把物质分成反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。
其中,顺磁性物质的χm>0而反磁性物质的χm <0。
(2)古埃法(Gouy)测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法,主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流大小,磁头间距离大小,可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据,要使用变温、恒温和测温装置。
样品放在一个长圆柱形玻璃管内,悬挂在磁场中,样品管下端在磁极中央处,另一端则在磁场强度为零处。
样品在磁场中受到一个作用力。
d F=κHA d H式中,A表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称量,必须考虑空气修正,即d F=(κ-κ0)Ha d Hκ0表示空气的体积磁化率,整个样品的受力是积分问题:F =∫(κ-κ0)HA d H =1/2(κ-κ0)A (H 2-H 02) ②因H 0<<H ,且忽略κ0,则F =1/2κAH 2 ③式中,F 可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
F =(△m 样-△m 空) g ④式中,△m 样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差;△m 空为空样品管在有场和无磁场时的质量差;g 为重力加速度。
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结构化学实验报告题目:磁化率的测定报告作者:学号:班级:级化教班指导老师:彭斌老师实验时间:年月日磁化率的测定一、【实验目的】1.掌握古埃(Gouy )磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
2.通过对一些配合物磁化率的测定,计算中心离子的不成对电子数.并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。
二、【实验原理】(1)物质的磁性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+4πI=H 十4πκH (1)式中,I 称为体积磁化强度,物理意义是单位体积的磁矩,式中的κ=I/H 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。
I 和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ,σ=I/ρ称为克磁化强度;χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。
Χm=κM/ρ称为摩尔磁化率(M 是物质的摩尔质量)。
这些实验数据都可以从实验测得,是宏观磁性质。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm ,铁磁性研究中常用到I 、σ。
不少文献中按宏观磁性质,把物质分成反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。
其中顺磁性物资的χm>0而反磁性物质的χm<0。
(2)古埃法(Gouy )测定磁化率 古埃法是一种简便的测量方法,主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流大小,磁头间距离大小,可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据,要使用变温、恒温和测温装置。
样品放在一个长圆柱形玻璃管内,悬挂在磁场中,样品管下端在磁极中央处,另一端则在磁场强度为零处。
样品在磁场中受到一个作用力。
HAdHdF κ=式中,A 表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称量,必须考虑空气修正,即HAdH dF )(0κκ-=κ0表示空气的体积磁化率,整个样品的受力是个积分问题:⎰--==0)(2120200H H H H A HdH A F κμκμ因H0<<H ,且忽略κ0,则221AH F κ=式中,F 可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
g m m )(F 空样∆-∆=式中,Δm 样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差;Δm 空为空样品管在有磁场和无磁场时的质量差;g 为重力加速度。
则有,22AH F =κ而ρκχM m =,Ah 样品m=ρ,h 为样品高度,A 为样品管截面积,m 样品为样品质量。
22)(2Ah 2H m ghM m m m AH FM m 样品空样样品∆-∆===ρκχ①只要测量样品重量的变化,磁场强度H 以及样品高度h ,即可根据公式①计算样品的摩尔磁化率。
在实际工作中是采用已准确知道磁化率数值的校准样品来标定磁场,根据①式:校准剂样品校准剂样品样品校准剂空校准剂空品样校准剂样品h hM M m m m m m m ⨯⨯⨯∆-∆∆-∆=)()m (χχ②校准剂校准剂样品校准剂样品样品校准剂空校准剂空品样样品χχh h M M m m m m m m ⨯⨯⨯∆-∆∆-∆=)()m (③常用的校准样品有(NH4)2SO4 FeSO4·6H2O (莫氏盐)、HgCo (CNS )4、Ni (en )3S2O3。
其中,(NH4)2SO4 FeSO4·6H2O 的磁化率符合公式:41011938.1-⨯+=T χ④式中,T 是绝对温度。
(3)简单络合物的磁性与未成对电子对于第一过渡系列元素络合物,它们的磁矩实验值大多符合⑤式中,n 是分子中未成对电子数;μB 是电子磁矩的基本单位,称为波尔磁子。
T J mc ehB /10274.9424-⨯==πμ⑥而磁矩μm 与摩尔顺磁磁化率χm 之间有如下关系:721043-⨯⨯=πμχKT N m A m ⑦式中,NA 为阿伏伽德罗常数;K 为波兹曼常数;T 为绝对温度。
根据⑦式可以利用测量出的物质的摩尔顺磁化率χm 计算出μm ,然后根据⑤式计算样品的未成对电子数。
若测得的χm<0则表示物质是反磁性物质,未成对电子数为零。
三、【仪器及试剂】(1)仪器磁天平(上海复旦天欣科教仪器有限公司50026)一台,样品管一支,直尺一把,温度计一支。
(2)试剂莫尔氏盐(NH4)2SO4 FeSO4·6H2O,分析纯;硫酸亚铁FeSO4·7H2O,分析纯;亚铁氰化钾K4Fe(CN)6·3H2O,分析纯。
四、【实验步骤与数据记录】标定磁场强度方法如下:(1)取一支清洁干燥的样品管悬挂在磁天平的挂钩上,称质量得m空。
(2)调节磁天平电流开关,由小至大调节至指定位置1A,测质量得m空1。
(3)继续调大电流开关至3A,测质量得m空2。
(4)继续升高电流至4A,停留一定时间(稳定读数),然后调小电流从4A回到3A,测质量得m空2’。
(5)继续调小电流回到1A,测得质量得m空1’。
(6)关闭电流测质量得m空’。
表1 数据记录表(空管)电流/A 空管质量/g Δm空/gI(电流升高)II(电流降低)平均值0 16.3516 16.3516 16.35161 16.3517 16.3514 16.35155 -0.000053 16.3514 16.3513 16.35135 -0.0002(7)装入已经研细的莫氏盐,装样尽量填实,样品要装至距离管口约1~2cm处,用直尺测量装样的高度,将样品管放入磁天平,按照空管的测量方法测量样品管的重量。
表2 样品:莫氏盐,装样高度:13.5 cm电流/A 空管+样本质量/g Δm /gI(电流升高)II(电流降低)平均值0 28.4009 28.4006 28.400751 28.4046 28.4046 28.4046 0.003853 28.4312 28.4323 28.43175 0.02715(8)倒出样品管中的莫氏盐,将样品管清洗干净,吹干。
装入研细的硫酸亚铁,装样高度和莫氏盐尽量相同,用同样的方法测量硫酸亚铁的数据。
表3 样品:硫酸亚铁,装样高度:13.4 cm电流/A 空管+样本质量/g Δm /gI(电流升高)II(电流降低)平均值0 29.0040 29.0037 29.003851 29.0092 29.0097 29.00945 0.00563 29.0488 29.0491 29.04895 0.03905(9)倒出样品管中的硫酸亚铁,将样品管清洗干净,吹干。
装入研细的亚铁氰化钾,装样高度和莫氏盐尽量相同,用同样的方法测量亚铁氰化钾的数据。
表4 样品:亚铁氰化钾,装样高度:13.5 cm电流/A 空管+样本质量/g Δm /gI(电流升高)II(电流降低)平均值0 26.7772 26.7774 26.7773 1 26.7770 26.7774 26.7772 -0.0001 326.776726.776726.7767-0.0005五、【数据处理】(1)样品的磁化率 T=30℃=303.15K M 莫氏盐=392.14g/mol41011938.1-⨯+=T χ=3.925×10-7 m3/kg=1.539×10-7m3/mol(2)待测样品的摩尔磁化率χm由③式可计算电流为1A 时,FeSO4·7H2O 的摩尔磁化率:莫氏盐莫氏盐硫酸亚铁莫氏盐硫酸亚铁硫酸亚铁莫氏盐空莫氏盐空硫酸亚铁硫酸亚铁χχh h M M m m m m m m ⨯⨯⨯∆-∆∆-∆=)()(molm cm cmg g /101.5395.134.1314.39203.27812.65225g 12.04915g 0039.000565.037-⨯⨯⨯⨯⨯=mol m /10494282.137-⨯= 同理可以分别计算电流强度为1A 、3A 时,FeSO4·7H2O 、K4Fe (CN )6·3H2O 的摩尔磁化率数据处理如下表:电流/A 1 3 (空莫氏盐m m ∆-∆)/g0.00390.02735 (空硫酸亚铁m m ∆-∆)/g0.00565 0.03925 (空亚铁氰化钾m m ∆-∆)/g-0.00015-0.0007莫氏盐M392.14 硫酸亚铁M278.03 亚铁氰化钾M422.39莫氏盐m 12.04915硫酸亚铁m12.65225 m 亚铁氰化钾10.4257m χ(硫酸亚铁)/ m3·mol-1 710494282.1-⨯1.480237×10-7 m χ(亚铁氰化钾)/ m3·mol-1 -7.368667×10-9-4.903464×10-9则FeSO4·7H2O 的摩尔磁化率平均值为:molm m /10487269.12101.480237101.49428237--7-7⨯=⨯+⨯=χK4Fe (CN )6·3H2O 的摩尔磁化率平均值为:molm m /10136066.62104.903464-107.368667-39--9-9⨯-=⨯⨯=χ(3)根据χm 计算样品的未成对电子数a 、FeSO4·7H2O由721043-⨯⨯=πμχKT N m A m 得:723233-771041002.615.303/10380662.1/10487260.131043---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=ππχμKK J mol m N KT A m m 2223/10968478.4T J -⨯=又因为、μB=9.274078×10-24,所以:当n=1时,μm=1.6063×10-23 J2/T2; 当n=2时,μm=2.6231×10-23 J2/T2; 当n=3时,μm=3.5918×10-23 J2/T2; 当n=4时,μm=4.5434×10-23 J2/T2; 当n=5时,μm=5.4866×10-23 J2/T2。
由此可以看出,当n=4时,μm=4.968478×10-23 J2/T2,接近2223/10778.4T J m -⨯=μ,则FeSO4·7H2O 的未成对电子数是4。
b 、K4Fe (CN )6·3H2O因为0/10136066.63-9<⨯-=mol m m χ,故亚铁氰化钾是反磁性物质,未成对电子数为0。
六、【实验思考与讨论】①测定空样品管的重量的操作过程中,不要用手、脚、胳膊或身子碰挤或挪动操作台和天平②装在样品管内的样品要均匀紧密、上下一致、端面平整、高度测量准确③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。