五.实验数据及处理
实验温度:24℃=297K
1.计算示例
莫尔氏盐 M=0.39215 Kg/mol
FeSO4·7H2O M=0.27802 Kg/mol
K4Fe(CN)6·3H2O M=0.42239 Kg/mol
莫尔氏盐:
当I=1A时:
(1)、用莫尔氏盐标定磁场强度
由得
(2)、求FeSO4·7H2O 的磁化率
(3)、求FeSO4·7H2O的分子磁距
由得
(4)、求FeSO4·7H2O未成对电子数n
(取正根)
K4Fe(CN)6·3H2O按照同样过程求解
当I=2.0A,I=3.0A时,按同样的方法计算。
2.计算结果
第二篇:络合物的磁化率测定实验数据处理的改进
第9卷第3期20xx年3月南阳师范学院学报
JournalofNanyangNormalUniversityVo.l9No?3
Mar.2010
络合物的磁化率测定实验数据处理的改进
李玉玲,曹丰璞,刘克成,杨启超,行文茹
(南阳师范学院化学与制药工程学院,河南南阳473061)
??摘?要:对络合物的磁化率测定实验数据处理提出了一些改进,希望能简化此次庞大的实验数据处理过程,通过实验数据我们可快速、简便地判断出该络合物的结构类型.
关键词:络合物;磁化率;改进
中图分类号:O641.4???文献标识码:A???文章编号:1671-6132(2010)03-0036-02
0?引言
测定物质磁化率主要用来判断物质分子中是否存在未成对电子,而确定样品的未成对电子数,对研究自由基和顺磁分子结构,研究过渡金属离子价态和配位场理论是十分重要的.Gouy磁天平法
是测定物质磁化率的实验方法之一,也是大学物理化学实验教学中较为容易实现的磁化率测定方法.因此,国内外物理化学实验指导书中,物质的磁化率测定实验大多采用了Gouy磁天平法前,国内物理化学实验指导书
[2-10]
[1-10]
可计算出样品的未成对电子数n.
一般数据处理均采用如下方式:
第一步:根据公式(3)由摩尔氏盐的质量磁化率?m算出其摩尔磁化率?M:
?M(标)=?m(标)M(标)=(标)
T+1
(3)
第二步:依据第一步的实验结果以及相应的实验数据和公式(4)计算出相应励磁电流下的磁场强度H:
?M=
2[?m(试管+样品)-?m空管]ghM
2
?0mH
(4)
-9
.目
中,有关Gouy
磁天平法测定磁化率的原理均采用了如下方式:
物质的摩尔磁化率?M包含未成对电子的永久磁矩定向排列产生的顺磁化率?顺和外磁场诱导产生的反磁化率?反两部分,即?M=?顺+?反.顺磁性物质?M??顺(?顺>>?反);而反磁性物质?M??反(?顺?0).顺磁性物质的摩尔磁化率?M与分子的永久磁矩?m和温度T的关系通常服从居里(Curie)定律,关系式为:
?M=?顺=
NA??C0
=T3 T
2
m
式中,h为装样的高度,M为样品的摩尔质量,m为无磁场强度时样品的质量,H为磁场强度.
第三步:再依据公式(4)和相应的实验数据计算出各个待测样品的?M,然后代入公式(1)和(2)便可算出所测样品的永久磁矩?m和未成对电子数n.
(1)
1?实验数据处理的改进
第一步的公式(3)我们可以简化为如下形式:
?M(标样)
(标样)=
T+1
-3
式中,NA为Avogadro常数, 为Boltzmann常数,?0为真空导磁率.
实验证明,自由基和其他具有未成对电子的分子及第一过渡系元素离子的磁矩?m与未成对电子数n的关系为:
?m=
n(n+2)?B
(2)
式中,?B为Bohr磁子.由实验测得样品的摩尔磁化率?M,代入居里定律可计算出分子磁矩?m,从而
收稿日期:2009-10-09
(5)
对于第二步完全可以省略掉,不用计算磁场强度H,直接依据公式(5)计算出待测样品的?M.因为对于不同的样品,公式(4)中的h,?0,H三个量是相同的.只需在装样品时保证待测样品管装样的高度与莫尔氏盐装样的高度一致就行了.
基金项目:南阳师范学院基金项目(nynu200613)
作者简介:李玉玲(),女,,讲师,.
?第3期李玉玲等:络合物的磁化率测定实验数据处理的改进!37!
?M(待测)[?m(试管+样品)-?m(空管)]待测M(待测)m(标样)
=M(标样)[?m(试管+样品)-?m(空管)]标样M(标样)m(待测)
(6)
我们把式(5)代入式(6)又可演绎为如下形式:?M(待测)=
[?m(试管+样品)-?m(空管)]待测M(待测)m(标样)
1.212
[?m(试管+样品)-?m(空管)]标样m(待测)(T+1)10(7)这样简化后,我们可以不用算出标样的摩尔磁化率?M及磁场强度H的值,根据相应的实验数据和实验温度只需一步便可计算出待测样的摩尔磁化率?M.
对于第三步,算出待测样品的摩尔磁化率?M
后,接着计算待测样品的永久磁矩?m和未成对电子数n,也有人作如下简化处理:
可将公式(1)演化为如下形式:
?m=
?=
M
A?0
!
A?0?B
-23
[11]
-3
便可计算出待测样的摩尔磁化率?M及其未成对电子数n.这样简化后,通过实验数据我们可快速、简
便地判断出该络合物的结构类型.
参?考?文?献
[1]?
ShoemakerDP,GarlandCW,SteinfeldJI.Experi mentsinPhysicalChemistry[M].3rded.NewYork:McGraw2HillBookCompany,1974.
[2]?孙尔康,徐维清,等.物理化学实验[M].南京:南京
大学出版社,2005.
[3]?北京大学化学学院物理化学实验教学组.物理化学
实验[M].北京:北京大学出版社,2002.
[4]?庄继华,陆靖,等.物理化学实验[M].北京:高等教
育出版社,2004.
[5]?南开大学化学系物理化学教研室.物理化学实验
[M].天津:南开大学出版社,1991.
[6]?王秋长,赵鸿喜,等.基础化学实验[M].北京:科学
出版社,2000.
M!?(8)B
23
-1
[7]?严忠,张河哲,等.物理化学实验[M].北京:高等教
育出版社,1999.
[8]?蔡显鄂,项一非,等.物理化学实验[M].北京:高等
教育出版社,1998.
[9]?吕慧娟,吴凤清,等.物理化学实验[M].长春:吉林
大学出版社,2000.
[10]陈大勇,高永煜.物理化学实验[M].上海:华东理
工大学出版社,2000.
[11]武丽艳,郑文君,尚贞锋.Gouy磁天平法测定物质磁
化率实验数据处理公式的讨论[J].大学化学,2006,21(5).
将Avogadro常数NA=6.023 10mol、Bo ltzmann常数 =1.38 109.274 10
-24
J/K、Bohr磁子?B=
-7
J/T和真空导磁率?0=4! 10?.4m=797
?MT!?B
2
H/m带入,计算可得:
(9)(10)
对比公式(2)和(9),我们可以得到如下形式:
n(n+2)=797.4T?M
2?结论
综上所述,我们只需式(7)和式(10)两个公式
Improvementonthedataprocessingofthecomplexsusceptibility
measurationexperiment
LIYu ling,CAOFeng pu,LIUKe cheng,YANGQi chao,XINGWen ru
(SchoolofChemistryandPharmaceuticalEngineering,NanyangNormalUniversity,Nanyang473061,China)Abstract:Gouymagnetizationbalancemethodisthenormalmethodofmeasuringthecomplexsusceptibility.This
experimenttechniqueiseasy,butitsdateprocessingwehaveseeninthebookisveryfussy.Inthepaper,wemprovedthemethodofthedateprocessingsoastopredigestthisenorimousdataprocessing.Keywords:complex;susceptibility;improverment