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磁化率-实验报告.docx

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磁化率-实验报告.docx

文档介绍

文档介绍:磁化率-实验报告
(5)重复以上(3)、(4)步骤;
(6)求得三个电流对应下的空管的平均质量。
3. 用莫尔盐标定在特定励磁电流下的磁场强度H
(1)先将硫酸亚铁铵用研钵碾细,再装入样品管中,每装 5×10-9
×10-8
测定值
-×10-8
×10-9
×10-9
舍去第一组数据,×10-9m3/mol
又根据
χm=χ顺=Lμ0μm23kT
得μm=×10-23J/T
又有μm=μBnn+2, μB=×10-24J/T
nn+2=
得未成对电子数n=,约为0
5. 硫酸亚铁样品的摩尔磁化率测定
M(FeSO4·7H2O)= g/mol
实验前温度:℃
实验后温度:℃ 平均温度=
电流/A
0



m/g














m平均值/g




△m/g



由公式χm=2∆m-∆m0ghMμ0mH2计算得各项的χm:
电流/A



χm
/m3·mol-1
标定值
×10-7
×10-7
×10-7
测定值
×10-8
×10-8
×10-8
×10-7m3/mol
又根据
χm=χ顺=Lμ0μm23kT
得μm=×10-23J/T
又有μm=μBnn+2, μB=×10-24J/T
nn+2=
得未成对电子数n=,约为4
六、 数据分析
1、标定值普遍小于测定值:样品管的放置位置非磁场中心,所以计算公式得出的结果小于实际测量结果。
2、进行样品管的质量测定时,发现随着磁场强度的增加,样品管重量增加,这与通常情况下不符。通常玻璃是具有逆磁性,因而磁场强度增加会使重量减小。
3、舍弃了在测量亚铁***化钾样品时的第一组数据,此时的计算结果为负,可能是样品管质量测定时有误差。在实际操作中,由于样品管非正规样品管,由棉绳连接,所以在棉绳湿润和干燥时存在质量差距。
4、最后计算得到,亚铁***化钾样品 n=0,说明 Fe 2+ 与水分子配位后,仍然保持自由离子状态下的电子层结构;硫酸亚铁样品 n=4,说明 Fe 2+ 与 CN - 配位后,外层电子结构发生变化,变为低自旋。计算结果与实际相符。
5、实验误差分析:
在实际操作中,由于样品管非正规样品管,由棉绳连接,所以在棉绳湿润和干燥时存在质量差距。
由于滞后效应,读取数据与真实数据存在误差。
装样的高度与测量值有误差,且松紧程度不一致。
实验仪器与计算方法本身的误差。
七、思考与讨论
1、简述用磁天平法测定磁化率的基本原理。
答:天平左臂悬挂一样品管,管底部处于磁场强度最大的区域,管顶端则位于场强近乎为0的区域,整个样品管处于不均匀磁场中。在非均匀磁场中,顺磁性物质受力向下所以增重;而反磁性物质受力向上所以减重。通过称量差等数据与磁化率的关系算出磁化率。可以用莫尔氏盐来标定磁场强度。
2、本实验中为什么样品装填高度要求在15 cm左右?
答:这是为了确保管顶端的磁场强度近似为 0,从而符合计算公式的使用条件。
3、在不同的励磁电流下测定的样品的摩尔磁化率是否相同?为什么实验结果若
有不同应如何解释?
答:理论上,在不同的励磁电流下测定的样品的摩尔磁化率应相同,因为摩尔磁化率是由物质本身的性质所决定的。但实验结果会有不同,因为:
实验理论公式的推导中忽略顺磁性物质逆磁磁化率的影响,由于顺逆磁磁化率相反(即符号相反),所以理论推导中磁化率偏大;
在推导过程中,将样品管顶端的磁场强度视作为0,而实际上在不同的励磁电流下,该值并不为零且随着磁场强度增强会变大;
由于电磁铁的磁芯所用的磁导材料不是理想的软磁体,因而存在剩磁效应。因此,在升降电流时,实际所产生的磁场强度有一定的差异;
4、从摩尔磁化率如何计算分子内的未成对电子数及判断其配键类型?
答: 由公式
χ