psx.磁化率.doc

附：实验数据处理与思考讨论一、数据处理1.由莫尔盐的磁化率和实验数据，计算各特定励磁电流相应的磁场强度值，并与高斯计测量值进行比较。莫尔盐的摩尔磁化率与热力学温度T的关系为：mB=9500T+14M10-9(m3/mol)又有 m=2m-m0ghM0mH2，二者对比可得H： H=2m-m0（T+1）ghM95004M10-90m=2m-m0（T+1）gh9500410-90m计算如下所示：励磁电流/A1.02.03.0空管m0/g0.00070.00080.0013莫尔盐m /g0.00700.023570.0589（m -m0）/g0.00630.02490.0576样品质量m/g24.5831温度/T296样品高度h/m0.155H计算值/(A/m)39280.178091.2118771.9H高斯计测量值/(A/m)37659.274601.911624.2由数据比较可知，高斯计测量值较大，分析可能原因为：1）、样品管下端没有放在磁场最强处、样品管固定不稳；2）、样品管不干净；3）、装在样品管内的样品没有达到上下一致、均匀紧密；2.由亚铁氰化钾与硫酸亚铁的实验数据，分别计算和讨论在1.0A，2.0A，3.0A时的m、m以及未成对电子数。 由公式m=2（m-m0）ghM0mH2可求得m，再由公式m=L0m23kT求得m，具体计算式为：m=3kTmL0，求得m后带入公式m=Bn（n+2）即可求得未成对电子数。其中0=410-7N/A2，g=9.8m/s2，k=1.380610-23J/K，B=9.27410-24J/T，L=6.021023mol-1（1） 亚铁氰化钾（M=422.39）励磁电流/A1.02.03.0空管m0/g0.00070.00080.0013亚铁氰化钾m /g0.0000.00080.0004m -m0/g-0.00070.000-0.0009样品质量m/g23.2655温度/T296.2样品高度h/m0.155H为计算值的m/(m3/mol)-1.9910-50-2.810-6H为高斯计测量值的m/(m3/mol)-2.1710-50-3.1710-6m/(J/T)000n000由上述计算结果可知，亚铁氰化钾未配对电子数为0。（2）、硫酸亚铁(M=278.02)励磁电流/A1.02.03.0空管m0/g0.00070.00080.0013硫酸亚铁m /g0.00740.03000.0659m -m0/g0.00670.0220.0646样品质量m/g24.6531温度/T295.85样品高度h/m0.155H为计算值的m/(m3/mol)1.1810-49.8410-51.25610-4H为高斯计测量值的m/(m3/mol)1.2910-41.0810-51.4110-4H为计算值的m/(J/T)13.8310-2212.6310-2214.2310-22H为高斯计测量值m/(J/T)14.4610-22 13.2310-2215.1210-22H为计算值的n4.453.784.39H为高斯计测量值的n4.474.214.90由上述计算结果可知，除了4.90偏差较大以外，计算所得的未成对电子数都在4左右，若取整，可得硫酸亚铁未配对电子数为4。误差来源分析：1）、励磁电流不能每一次都准确定位在某个确定的电流处，比如1A只是大约在1A左右，所以每一次相同电流示数下的H可能不同；2）、装样不紧密也会带来误差，在推导公式 m=2（m-m0）ghM0mH2时用到密度，其影响表在h中，装样不紧密影响密度，通过密度影响h。进而影响磁化率；3）、电流改变速度太快，样品管在磁场中振动导致读取质量时产生误差；4）样品管不干净、不干燥。二、思考与讨论1简述用磁天平法测定磁化率的基本原理一个截面积为A的样品管，装入高度为h、质量为m的样品后，放入非均匀磁场中。样品管底部位于磁场强度最大之处，即磁极中心线上，此处磁场强度为H。样品最高处磁场强度为零。前已述及，对于顺磁性物质，此时产生的附加磁场与原磁场同向，即物质内磁场强度增大，在磁场中受到吸引力。设0为空气的体积磁化率，可以证明，样品管内样品受到的力为：考虑到m/hA，而0值很小，相应的项可以忽略，可得在磁天平法中利用精度为0.1mg的电子天平间接测量F值。设m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化，m为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化，则式中、g为重力加速度(9.81ms2)。可得式中M为莫尔氏盐的摩尔质量(kgmol1)。2.本实验中为什么样品装填高度要求在15cm左右？要求样品装填在左右是要确保管顶端位于场强最弱的区域（即场强为），如果装药不够高就达不到场强最弱的区域，实验结果将不准确，将会有很大的误差3.在不同励磁电流下测定的样品摩尔磁化率是否相同？在不同励磁电流下测得样品的摩尔磁化率应相同，因摩尔磁化率是物质的特质4.从摩尔磁化率如何计算分子内未成对电子书及判断其配建类型？对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩m关系可由居里郎之万公式表示式中L为阿伏加德罗常数(6.022 1023mol1)，、k为玻尔兹曼常数(1.380610-23JK1)，0为真空磁导率（4107NA2，T为热力学温度。式(2-136)可作为由实验测定磁化率来研