大学物理化学实验报告-络合物的磁化率的测定

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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 C

气压

101.6 kPa ________

成绩 ___________________

、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

x D < 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。

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 o ，则样品在沿样品管方向所受的力 F 可表示为： F -

mH

：H

之

d.摩尔磁化率:

7. M

古埃法测定物质的摩尔磁化率（

+ 7. 7. D

P

P

M

）的原理

其中：m为样品质量，H为磁场强度，岀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（NH4）2SO4 • FeSO • 6H2O （分析纯）

FeSC4 • 7H2O （分析纯）

K4Fe（CN）6 • 3H2O （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OA f 3A f 3.5A—4A f 3.5A f 3A f 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K4 I.Fe（CN） I 3HO

FeSO4 7H 2O，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

平均值。

五、原始数据

T=22.5 C h=8cm

M Feso4 7H20 =278.02 g/mol

M K4Fe(CN)6・ 3H2O =422.39 g/mol

六、数据处理

(

在实验温度(22.5C =295.65K)下：

莫尔氏盐的标准x m =9500/(T+1) *4 n *10-9

-9

=9500/(295.65+1) *4 n *10 9

7

3

-1

=4.04*10-7 m - kg

所以莫尔氏盐的摩尔磁化率X M = M 莫尔氏盐* X

-7

3

, -1

4.04*10 m - kg 3 -1

m - mol

根据公式

2（ ^m 样品+空管一 m 空管）ghM M —

求不同励磁电流下的磁场强度 H:

l=3.0A 时:

2（•:m 样品+空管 —^m 空管）ghM

2〔

0.09470 -0.00040 丨

9.8 0.08 0.392

Y 1.58 汇

10^汇

4汇

3.14X 10^^5.69895

5

1

二

2.26 10 A m

同理可得，I=3.5A 时:

求出FeSO • 7HO 在两个不同的励磁电流下的X M 并取平均值, 得,

现以FeSQ ・ 7H 2O 为例做计算示例:

二

2(

：

m

样品 + 空管-

m 空管

)ghM FeSO 4

7H 2

O

M

| 2

’ °mH

（二）计算FeSO ・ 7H 2O 和&Fe （CN ）6 - 3HO 的X m 再计算其卩m 和未成对电子=392 g/mol * _7 =1.58 X 107

H=2.64

X 105 A - m 1

根据公式:

M FeSO?7H 2

O

7 -1

= 1.45 10 m3 - mol