磁化率的測定(實驗報告)

1、磁化率的測定1.實驗目的1.1測定物質的摩爾磁化率，推算分子磁矩，估計分子內(nèi)未成對電子數(shù)，判斷分子配鍵的類型。1.2掌握古埃(Gouy)磁天平測定磁化率的原理和方法。2.實驗原理2.1摩爾磁化率和分子磁矩物質在外磁場H0作用下，由于電子等帶電體的運動，會被磁化而感應出一個附加磁場H。物質被磁化的程度用磁化率χ表示，它與附加磁場強度和外磁場強度的比值有關：χ為無因次量，稱為物質的體積磁化率，簡稱磁化率，表示單位體積內(nèi)磁場強度的變化，反映了

2、物質被磁化的難易程度。化學上常用摩爾磁化率χm表示磁化程度，它與χ的關系為式中M、ρ分別為物質的摩爾質量與密度。χm的單位為m3mol－1。物質在外磁場作用下的磁化現(xiàn)象有三種：第一種，物質的原子、離子或分子中沒有自旋未成對的電子，即它的分子磁矩，m=0。當它受到外磁場作用時，內(nèi)部會產(chǎn)生感應的“分子電流”，相應產(chǎn)生一種與外磁場方向相反的感應磁矩。如同線圈在磁場中產(chǎn)生感生電流，這一電流的附加磁場方向與外磁場相反。這種物質稱為反磁性物質，如H

3、g，Cu，Bi等。它的χm稱為反磁磁化率，用χ反表示，且χ反0。第三種，物質被磁化的強度隨著外磁場強度的增加而劇烈增強，而且在外磁場消失后其磁性并不消失。這種物質稱為鐵磁性物質。對于順磁性物質而言，摩爾順磁磁化率與分子磁矩m關系可由居里－郎之萬公式表示：零。前已述及，對于順磁性物質，此時產(chǎn)生的附加磁場與原磁場同向，即物質內(nèi)磁場強度增大，在磁場中受到吸引力。設χ0為空氣的體積磁化率，可以證明，樣品管內(nèi)樣品受到的力為：考慮到ρ＝mhA，而χ

4、0值很小，相應的項可以忽略，可得在磁天平法中利用精度為0.1mg的電子天平間接測量F值。設△m0為空樣品管在有磁場和無磁場時的稱量值的變化，△m為裝樣品后在有磁場和無磁場時的稱量值的變化，則式中、g為重力加速度(9.81ms－2)?？傻么艌鰪姸菻可由特斯拉計或CT5高斯計測量。應該注意，高斯計測量的實際上是磁感應強度B，單位為T(特斯拉)，1T=104高斯。磁場強度H可由B=0H關系式計算得到，H的單位為Am－1。也可用已知磁化率的莫爾

5、氏鹽標定。莫爾氏鹽的摩爾磁化率與熱力學溫度T的關系為：Bm?式中M為莫爾氏鹽的摩爾質量(kgmol－1)。3.實驗步驟3.1打開勵磁電源開關，電流表，打開電子天平的電源，并按下“清零”按鈕，毫特斯拉計表頭調(diào)零，然后調(diào)節(jié)磁場強度約為100mT，檢查霍爾探頭是否在磁場最強處，并固定其位置，使試管盡可能在兩磁頭中間（磁場最強處）；3.2取一支清潔、干燥的空樣品管，懸掛在天平一端的掛鉤上，使樣品管的底部在磁極中心連線上，準確稱量空樣品管；3.3