大学物理化学实验报告-络合物的磁化率的测定

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101.6kPa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H0，则样品在沿样品管方向所受的力F可表示为：=4.04*10-7m3·kg-1所以莫尔氏盐的摩尔磁化率χM=M莫尔氏盐*χm=392g/mol*4.04*10-7m3·kg-1=1.58×10-7m3·mol-1根据公式求不同励磁电流下的磁场强度H：I=3.0A时：同理可得，I=3.5A时：H=2.64×105A·m-1(二)计算FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O的χm再计算其μm和未成对电子数nχM/m³·mol-1μm/N·A-2nY=(μm/μB)2I1I2FeSO4·7H2O(g)1.46E-071.44E-074.85E-23427.38平均1.45E-07K4Fe(CN)6·3H2O(g)2.92E-101.65E-093.96E-2400.18平均9.69E-10现以FeSO4·7H2O为例做计算示例：根据公式：求出FeSO4·7H2O在两个不同的励磁电流下的χM并取平均值，得，m³·mol-1再根据公式：其中;;解得，最后利用关系式：解得，n=4.33≈4(三)根据未成对电子数，讨论FeSO4·7H2O和K4Fe(CN)6·3H2O中Fe2+的最外层电子结构及由此构成的配键类型FeSO4·7H2O中Fe2+外层电子组态：可知：FeSO4·7H2O中配价键为电价配键。K4Fe(CN)6·3H2O中Fe2+外层电子组态：可知：K4Fe(CN)6·3H2O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。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