草酸根合铁(Ⅲ)酸钾(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)的合成
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(NH4)Fe(SO4)· 6H2O+H2C2O4 FeC2O4· 2H2O(s)+(NH4)2SO4+H2SO4+4H2O
然后在过量草酸根存在下，用过氧化氢氧 化草酸亚铁即可得到三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾， 同时有氢氧化铁生成，反应为：
6FeC2O4· 2H2O+3H2O2+6K2C2O4 4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3+6H2O
在1mol产品中含c电导法测定配离子电荷电导法测定配离子电荷由测得配合物溶液的电导率根据下面关系式由测得配合物溶液的电导率根据下面关系式mk1000cmk1000c计算出该络合物的摩尔电导计算出该络合物的摩尔电导mm从mm的数值的数值范围来确定其离子数从而可确定配离子的电范围来确定其离子数从而可确定配离子的电配离子配离子电导率电导率摩尔电导摩尔电导离子数离子数配离子电荷配离子电荷fecfec22oo44磁化率测定结果磁化率测定结果校正系数校正系数的测定如下的测定如下xt2757510xt275751066230t230tkk33fecfec22oo44333h3h22oo磁化率磁化率的测定的测定磁化率的计算结果磁化率的计算结果11摩尔磁化率的计算摩尔磁化率的计算mm22fefe的磁化率的磁化率mmnnaannbb33fefe33的有效磁矩的有效磁矩effeff2282822828mmtt050544kk33fecfec22oo4433中中心离子的未成对电子数中中心离子的未成对电子数nn的计算的计算55从磁化率的测定结果说明络合物的性质和中心原子的杂化形式
电导就是电阻的倒数，用L表示，单位是Ω -1。 溶液的电导是该溶液传导电流能力的量度。在电 导池中，电导L的大小与两电极之间的距离l成反 比，与电极的面积S成正比，即： L=KS/l 式中，K成为电导率或比电导，即l为1cm、S为 1cm2时的电导率，也就是1ml溶液中所含的离子数 和该离子的迁移速率所决定的溶液的导电能力。 因此，电导率K与电导池的结构无关。
要测定某一原子或离子的磁化率，可以从测出化合物的磁 化率中扣除其他原子或离子的反磁磁化率和结构磁化率，即为 该原子或离子的磁化率。若研究的是络合物，则必须从测得的 磁化率中减去配体的磁化率以及外界各离子的磁化率，才能得 出其中心原子或离子的磁化率，并推断其结构。 在过渡金属络合物中，由于配体的影响，使中心原子原来 能量相同的d轨道分裂为能量不同的两组或两组以上的轨道。在 分裂的d轨道上电子究竟如何排列取决于分裂能Δ和成对能P的 大小，如果Δ>P,电子尽可能占据能量低的d轨道自旋成对而形 成低自旋络合物；如果Δ<P,则电子尽可能占据最多的d轨道自 旋平行形成高自旋络合物。凡属强场则表现为低自旋，其成对 电子数比高自旋的少磁性也弱；反之，若场则表现为高自旋， 其未成对电子数比强场的多，磁性较强。
四、实验步骤
实验步骤
1、25g固体加入到200ml的烧杯中，加入40ml蒸馏 水和10滴3M硫酸，加热溶解。
2、导入130ml饱和草酸溶液，加热至沸，并不断搅 拌，静置。 3、沉降后用倾析法弃去上清液，往沉淀上加20ml 水，并温热，再弃去清液（尽可能把清液弃尽）。
实验现象
固体溶解后，溶液呈现绿色。
得到了黄色的沉淀。 清液要倾析尽可能彻底，排除先前的反应溶剂，因 为后面将要加入的是饱和草酸钾溶液，若没有倾析 干净，那么残留的溶液含有草酸，使得草酸钾晶体 析出。 会有砖红色的氢氧化铁沉淀产生。
4、加入50ml饱和草酸钾溶液于上述沉淀中，水浴 加热至约40℃，用滴管慢慢加入10ml30％双氧水， 不断搅拌并保持温度在40 ℃左右。
若外加磁场强度一定，样品管长度一定，则不同物质而言，2lg/H2= 常数，此常数以β 表示，成为样品管校正系数。式（14） 可简化为 Χ=Δβ/m （15） 取已知Χ的标准样品，测定其m和加磁场前后的Δ值，即可 求出β值。 在实际测定中，样品管为玻璃管，玻璃管在磁场作用下 具有反磁性，会产生质量变化，设δ 为玻璃管在磁场作用下 的质量变化（因质量变化是减轻的，故计算时δ 应取负 值），则 Χ =(Δ-δ )β/m （16）
加入适量草酸使Fe(OH)3转化为三草酸和铁(Ⅲ)酸 钾配合物，反应为：
2Fe(OH)3+3H2C2O4+3K2C2O4 2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O
再加入乙醇，放置即可析出产物的结晶。其后几 部总反应式为：
2FeC2O4· 2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4 2K3[Fe(C2O4)3]· 3H2O
五、数据处理
三草酸合铁（Ⅲ）酸钾组成的测定
准确称取0.13～0.17gNa2C2O4三份,分别置于250mL锥形瓶中,加水50mL使其溶解,加入10mL 3 mol· L-1H2SO4溶液,在水浴上加热到75～85℃,趁热用待标定的KMnO4溶液滴定,开始时滴定速率应 慢,待溶液中产生了Mn2+后, 滴定速率可适当加快,但仍须逐滴加入,滴定至溶液呈现微红色并持续 30s内不褪色即为终点。根据每份滴定中Na2C2O4的质量和消耗的KMnO4溶液体积,计算出KMnO4 溶液的浓度。 把制得的K3[Fe (C2O4)3]· 3H2O在50～60℃于恒温干燥箱中干燥1h，在干燥器中冷却至室温，精确 称取样品约0.2～0.3g，放入250mL锥形瓶中，加入25mL水和5mL 1mol· L－1 H2SO4，用标准 0.02000 mol· L－1 KMnO4溶液滴定。滴定时先滴入8mL左右的 KMnO4标准溶液，然后加热到 343~358K（不高于358K）直至紫红色消失。再用KMnO4滴定热溶液，直至微红色在30s内不消 失。记下消耗KMnO4标准溶液的总体积，计算K3 [Fe (C2O4)3]· 3H2O中草酸根的质量分数，并换 算成物质的量。滴定后的溶液保留待用。 铁含量测定 在上述滴定过草酸根的保留溶液中加锌粉还原，至黄色消失。加热3min，使Fe3+ 完 全转变为Fe2+，抽滤，用温水洗涤沉淀。滤液转入250mL锥形瓶中，再利用KMnO4溶液滴定至微 红色，计算K3 [Fe (C2O4)3]· 3H2O中铁的质量分数，并换算成物质的量。 结论：在1mol产品中含C2O42mol，Fe3+ mol，该物质的化学式为 。
加入棉线起到一个结晶核的作用，使得晶体可以沿 着棉线析出。结晶为异相成核，晶体形状可能不好。
2）化学法或仪器分析法测定络合物中Fe3+、C2O42-的含量 3）用电导法测定配离子的电荷 4）配合物磁化率的测定 （1）样品管的标定 用已知磁化率的标定物Ni(en)3S2O3对样品管进行标定。 （2）样品磁化率的测定。 将自制的样品装入样品管中，如前在加磁场和不加磁场时 测定其质量的变化，并记录。 在洗净的样品管中加入蒸馏水至装样品的体积刻度，称取 水的质量。从水的质量计算在测定温度时样品管的体积。 为简化计算，忽略空气影响。 记录测定时的温度。
对于非铁磁性物质，磁化强度于外磁场强度成正比，即 I=KH （3） 式中，K为比例常数，称为单位体积磁化率，其物理意义是 当物质在单位外磁场强度的作用下，所产生磁化强度的大小 和方向。对顺磁性物质， I和H的方向相同，K>0；对于反磁 性物质， I和H的方向相反，K<0。 在化学上常用比磁化率χ （或称单位质量磁化率）和摩 尔磁化率χ M来表示物质的磁性。计算公式如下 χ=K/d （4） 式中：d——物质的密度，g· cm-3； χ ——比磁化率，cm3· g-1。 χM= ΧM=KM/d （5） 式中：M——物质的摩尔质量； χM——摩尔磁化率，cm3· mol-1。
草酸根合铁（Ⅲ）酸钾 (K3[Fe(C2O4)3]· 3H2O)的合成 和结构测定
实验化学四 （综合化学实验）
基础化学实验中心
一、实验目的： （1）了解从络合物的制备、分析到 测定的过程和方法。 （2）掌握电荷测定和磁化率的测定 方法。
二、实验原理：
草酸根合铁（Ⅲ）酸钾合成可首先用硫酸 亚铁与草酸反应制备草酸亚铁（见陈虹锦主编 的《实验化学（上册）》实验23），反应为：
帕斯卡在对大量有机化合物的摩尔磁化率的测定和分析 中发现，有机化合物的摩尔磁化率具有加合性，即每一原子 的结构单元（如双键、苯环）可指定一数值，而摩尔磁化率 等于二者之和。它用式（11）表示 χM=∑nAχA+ ∑nBλB （11） 式中： nA——分子中摩尔原子磁化率χA的数目； nB——分子中不同结构改正数为λ B的数目。 常见的摩尔原子磁化率χA、配体的反磁化率χD和结构 磁化率改正数λ B见教材附录3。
电解质溶液的电导率K随溶液中的离子数目的不同而变化，即随溶液的浓 度不同而变化。因此，通常用摩尔电导Λ m衡量电解质溶液的导电能力，摩 尔电导Λ m的定义为1mol电解质溶液置于相距为1cm的两电极间的电导，摩尔 电导与电导率之间有如下关系 Λ m=K*1000/c 式中，c为电解质溶液的物质的量的浓度。 如果测得一系列已知离子数物质的摩尔电导Λ m，并和被测络合物的摩尔 电导Λ m相比较，即可求得络合物的离子总数或直接测定其配离子的摩尔电 导Λ m，由Λ m的数值范围来求得其配离子数，从而可以确定配离子的电荷数。 在25oC时，在稀的水溶液中电离出2个、3个、4个、5个离子的范围见表4.1。 表1 稀水溶液中摩尔电导与离子数的关系（ 25oC ）
要确定所制得的络合物的组成，必须综合应用各种方 法：①化学分析可以确定各种组分的含量，从而确定分子 式；②电导率法可以确定其电荷，以确定络合物内、外界 的形式；③磁天平法可以测定其分子的磁性以了解其中心 原子的杂化类型和d电子的组态。 （1）络合物各组分的分析可利用中心原子铁和配体草 酸根的各种性质（包括酸性、氧化还原性、挥发性等）， 利用酸碱滴定法、分光光度法、电导滴定法、重量分析法 等进行测定，以确定其组成和含量。 （2）配离子电荷的测定对了解络合物的结构和性质有 着重要的作用，最常用的测定配离子电荷的方法有离子交 换法和电导法。下面介绍电导法。
在研究物质结构时，化学上常用有效磁矩μeff来进行计
算，有效磁矩μeff与摩尔磁化率χM的关系为 μeff=2.2828(χMT ) 0.5 （7） 式中： T——热力学温度； μeff——有效磁矩，单位为玻尔磁子，常用B.M.表示 根据泡利原理，同一轨道上成对电子的自旋磁矩相反， 互相抵消，故只有未成对电子才能产生磁矩。因此，有效磁 矩的大小可由式（8）表示 μeff=[4S(S+1)+L(L+1)]0.5 （8） 式中：S——总的自旋量子数； L——总的轨道量子数。
实际上，在过渡元素络合物中，轨道的贡献要比自旋贡 献小，通常其轨道磁矩可忽略。因此，在过渡元素可取式 （9）作近似表示 μeff=[4S(S+1)]0.5 （9） 因为S=∑s，而自旋量子数只有s=±1/2，如用n表述未成对 电子数目，则式（9）可改写为 μeff=[n(n+1)]0.5 （10） 因此，当通过实验测得单位体积磁化率K后即可按式 （4）、式（5）分别求得比磁化率χ和摩尔磁化率χM， 再根据式（7）、式（10）算出有效磁矩μeff和未成对电 子数n；反之，若已知n，则可算出有效磁矩μeff。 当n=1，μeff=1.73B.M.；n=2， μeff=2.83B.M.； n=3， μeff=3.87B.M.； n=4， μeff=4.90B.M.； n=5， μeff=5.92B.M.时，式（10）的计算值与实验值往往有一定 的误差，这是由于轨道磁矩被忽略的缘故。
本实验是用古埃磁天平测定磁化率。把圆柱形样品管悬在两 个磁极的正中，样品管下端位于磁场强度H最大的区域，而另一 端位于磁场强度很弱的H0区域，若可忽略不计，则磁场对样品管 作用力F与样品管的截面积A、样品的单位体积磁化率K之间有如 式（12）关系 F=0.5*KH2A （12） 当测定磁化率时，把样品悬在天平的一臂上，设Δ为加磁场前后 砝码质量之差，显然 F=0.5*KH2A= Δg （13） 式中，g为重力加速度。 已知H和A，测出Δ即可求出磁化率K，为计算方便把式 （13）改为 Δg=1/(2l)* χH2m （14） 式中：m——样品质量； l——样品管长度； χ——比磁化率。
离子数 摩尔电导
(cm·Ω -1·mol-1)
2 118-131
3 235-273
4 408-435
5 523-560
（3）磁性是物质的基本形式之一，并且与物质的其他 基本性质（如光学、电学、热学等）有密切的联系，所以 测定物质的磁性是研究物质结构的基本方法之一。 将物质置于强度为H的磁场中，物质被磁化，其内部 的磁感应强度B为 B=H+ΔH （1） 其中，B、H、 Δ H均为向量，H的国际单位制（SI）表示 为A· m-1。磁感应强度B的单位为T。ΔH 为物质磁化时产生 的附加磁场强度，即： ΔH= Δ∏·I （2） 式中，I为磁化强度。
物质的摩尔磁化率又是物质顺磁磁化率χP和反磁磁化率χD之和，
即
χM= χP+χD （6 ） 物质在外磁场的作用下，在轨道上的电子将受到洛仑兹力的作用而改变 其运动方向，并由此产生诱导磁场，其诱导磁场的方向与外磁场方向相 反，因此，它们具有反磁性；反之，如果原子、离子或分子中除了轨道 上的成对电子，还具有一个或几个围成对电子，则它们具有永久磁矩， 就如同一个小磁体，在外磁场的作用下要被迫转向，使其磁力线方向与 外磁场方向一致，从而产生顺磁性。又因为顺磁效应比反磁效应大得 多，因此，凡具有未成对电子的物质都是顺磁性物质。另外，由于电子 绕核运动所产生的轨道磁矩很小，所以化合物的顺磁性通常可用电子自 旋矩来代表。
5、滴加完双氧水后将溶液加热至沸，再加入40ml
饱和草酸，并保持接近沸腾的温度。趁热将溶液过 滤至100ml烧杯中，加入10ml无水乙醇，加热使可 能生成的晶体再溶解。 6、用一小段棉线悬挂到溶液中，用表面皿盖住烧 杯，放置一段时间即有晶体在棉线上析出。
在加入草酸溶液的过程中，溶液逐渐变成澄清的绿 色。加入乙醇，减少其溶解度，促使晶体的析出。
若进一步考虑空气磁化率的影响和校正，则Χ的计算应 按式（17）进行 Χ=(0.029*10-6*V)/dair+ (Δ-δ )β/m （17）
三、仪器与试剂： 仪器：古埃磁天平；玻璃样品管（直径8mm， 长度100mm）；研钵；DDS-11A型电导 仪；其他常用玻璃仪器；化学分析所用 仪器自定。 试剂： (NH4)Fe(SO4)2· 6H2O(C.P.)；草酸钾 (C.P.)；硫酸(C.P.)；过氧化氢(C.P.)； 无水乙醇(C.P.)；三乙二胺合镍硫代硫 酸盐[Ni(en)3S2O3](C.P.)。
然后在过量草酸根存在下，用过氧化氢氧 化草酸亚铁即可得到三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾， 同时有氢氧化铁生成，反应为：
6FeC2O4· 2H2O+3H2O2+6K2C2O4 4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3+6H2O
在1mol产品中含c电导法测定配离子电荷电导法测定配离子电荷由测得配合物溶液的电导率根据下面关系式由测得配合物溶液的电导率根据下面关系式mk1000cmk1000c计算出该络合物的摩尔电导计算出该络合物的摩尔电导mm从mm的数值的数值范围来确定其离子数从而可确定配离子的电范围来确定其离子数从而可确定配离子的电配离子配离子电导率电导率摩尔电导摩尔电导离子数离子数配离子电荷配离子电荷fecfec22oo44磁化率测定结果磁化率测定结果校正系数校正系数的测定如下的测定如下xt2757510xt275751066230t230tkk33fecfec22oo44333h3h22oo磁化率磁化率的测定的测定磁化率的计算结果磁化率的计算结果11摩尔磁化率的计算摩尔磁化率的计算mm22fefe的磁化率的磁化率mmnnaannbb33fefe33的有效磁矩的有效磁矩effeff2282822828mmtt050544kk33fecfec22oo4433中中心离子的未成对电子数中中心离子的未成对电子数nn的计算的计算55从磁化率的测定结果说明络合物的性质和中心原子的杂化形式
电导就是电阻的倒数，用L表示，单位是Ω -1。 溶液的电导是该溶液传导电流能力的量度。在电 导池中，电导L的大小与两电极之间的距离l成反 比，与电极的面积S成正比，即： L=KS/l 式中，K成为电导率或比电导，即l为1cm、S为 1cm2时的电导率，也就是1ml溶液中所含的离子数 和该离子的迁移速率所决定的溶液的导电能力。 因此，电导率K与电导池的结构无关。
要测定某一原子或离子的磁化率，可以从测出化合物的磁 化率中扣除其他原子或离子的反磁磁化率和结构磁化率，即为 该原子或离子的磁化率。若研究的是络合物，则必须从测得的 磁化率中减去配体的磁化率以及外界各离子的磁化率，才能得 出其中心原子或离子的磁化率，并推断其结构。 在过渡金属络合物中，由于配体的影响，使中心原子原来 能量相同的d轨道分裂为能量不同的两组或两组以上的轨道。在 分裂的d轨道上电子究竟如何排列取决于分裂能Δ和成对能P的 大小，如果Δ>P,电子尽可能占据能量低的d轨道自旋成对而形 成低自旋络合物；如果Δ<P,则电子尽可能占据最多的d轨道自 旋平行形成高自旋络合物。凡属强场则表现为低自旋，其成对 电子数比高自旋的少磁性也弱；反之，若场则表现为高自旋， 其未成对电子数比强场的多，磁性较强。
四、实验步骤
实验步骤
1、25g固体加入到200ml的烧杯中，加入40ml蒸馏 水和10滴3M硫酸，加热溶解。
2、导入130ml饱和草酸溶液，加热至沸，并不断搅 拌，静置。 3、沉降后用倾析法弃去上清液，往沉淀上加20ml 水，并温热，再弃去清液（尽可能把清液弃尽）。
实验现象
固体溶解后，溶液呈现绿色。
得到了黄色的沉淀。 清液要倾析尽可能彻底，排除先前的反应溶剂，因 为后面将要加入的是饱和草酸钾溶液，若没有倾析 干净，那么残留的溶液含有草酸，使得草酸钾晶体 析出。 会有砖红色的氢氧化铁沉淀产生。
4、加入50ml饱和草酸钾溶液于上述沉淀中，水浴 加热至约40℃，用滴管慢慢加入10ml30％双氧水， 不断搅拌并保持温度在40 ℃左右。
若外加磁场强度一定，样品管长度一定，则不同物质而言，2lg/H2= 常数，此常数以β 表示，成为样品管校正系数。式（14） 可简化为 Χ=Δβ/m （15） 取已知Χ的标准样品，测定其m和加磁场前后的Δ值，即可 求出β值。 在实际测定中，样品管为玻璃管，玻璃管在磁场作用下 具有反磁性，会产生质量变化，设δ 为玻璃管在磁场作用下 的质量变化（因质量变化是减轻的，故计算时δ 应取负 值），则 Χ =(Δ-δ )β/m （16）
加入适量草酸使Fe(OH)3转化为三草酸和铁(Ⅲ)酸 钾配合物，反应为：
2Fe(OH)3+3H2C2O4+3K2C2O4 2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O
再加入乙醇，放置即可析出产物的结晶。其后几 部总反应式为：
2FeC2O4· 2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4 2K3[Fe(C2O4)3]· 3H2O
五、数据处理
三草酸合铁（Ⅲ）酸钾组成的测定
准确称取0.13～0.17gNa2C2O4三份,分别置于250mL锥形瓶中,加水50mL使其溶解,加入10mL 3 mol· L-1H2SO4溶液,在水浴上加热到75～85℃,趁热用待标定的KMnO4溶液滴定,开始时滴定速率应 慢,待溶液中产生了Mn2+后, 滴定速率可适当加快,但仍须逐滴加入,滴定至溶液呈现微红色并持续 30s内不褪色即为终点。根据每份滴定中Na2C2O4的质量和消耗的KMnO4溶液体积,计算出KMnO4 溶液的浓度。 把制得的K3[Fe (C2O4)3]· 3H2O在50～60℃于恒温干燥箱中干燥1h，在干燥器中冷却至室温，精确 称取样品约0.2～0.3g，放入250mL锥形瓶中，加入25mL水和5mL 1mol· L－1 H2SO4，用标准 0.02000 mol· L－1 KMnO4溶液滴定。滴定时先滴入8mL左右的 KMnO4标准溶液，然后加热到 343~358K（不高于358K）直至紫红色消失。再用KMnO4滴定热溶液，直至微红色在30s内不消 失。记下消耗KMnO4标准溶液的总体积，计算K3 [Fe (C2O4)3]· 3H2O中草酸根的质量分数，并换 算成物质的量。滴定后的溶液保留待用。 铁含量测定 在上述滴定过草酸根的保留溶液中加锌粉还原，至黄色消失。加热3min，使Fe3+ 完 全转变为Fe2+，抽滤，用温水洗涤沉淀。滤液转入250mL锥形瓶中，再利用KMnO4溶液滴定至微 红色，计算K3 [Fe (C2O4)3]· 3H2O中铁的质量分数，并换算成物质的量。 结论：在1mol产品中含C2O42mol，Fe3+ mol，该物质的化学式为 。
加入棉线起到一个结晶核的作用，使得晶体可以沿 着棉线析出。结晶为异相成核，晶体形状可能不好。
2）化学法或仪器分析法测定络合物中Fe3+、C2O42-的含量 3）用电导法测定配离子的电荷 4）配合物磁化率的测定 （1）样品管的标定 用已知磁化率的标定物Ni(en)3S2O3对样品管进行标定。 （2）样品磁化率的测定。 将自制的样品装入样品管中，如前在加磁场和不加磁场时 测定其质量的变化，并记录。 在洗净的样品管中加入蒸馏水至装样品的体积刻度，称取 水的质量。从水的质量计算在测定温度时样品管的体积。 为简化计算，忽略空气影响。 记录测定时的温度。
对于非铁磁性物质，磁化强度于外磁场强度成正比，即 I=KH （3） 式中，K为比例常数，称为单位体积磁化率，其物理意义是 当物质在单位外磁场强度的作用下，所产生磁化强度的大小 和方向。对顺磁性物质， I和H的方向相同，K>0；对于反磁 性物质， I和H的方向相反，K<0。 在化学上常用比磁化率χ （或称单位质量磁化率）和摩 尔磁化率χ M来表示物质的磁性。计算公式如下 χ=K/d （4） 式中：d——物质的密度，g· cm-3； χ ——比磁化率，cm3· g-1。 χM= ΧM=KM/d （5） 式中：M——物质的摩尔质量； χM——摩尔磁化率，cm3· mol-1。
草酸根合铁（Ⅲ）酸钾 (K3[Fe(C2O4)3]· 3H2O)的合成 和结构测定
实验化学四 （综合化学实验）
基础化学实验中心
一、实验目的： （1）了解从络合物的制备、分析到 测定的过程和方法。 （2）掌握电荷测定和磁化率的测定 方法。
二、实验原理：
草酸根合铁（Ⅲ）酸钾合成可首先用硫酸 亚铁与草酸反应制备草酸亚铁（见陈虹锦主编 的《实验化学（上册）》实验23），反应为：
帕斯卡在对大量有机化合物的摩尔磁化率的测定和分析 中发现，有机化合物的摩尔磁化率具有加合性，即每一原子 的结构单元（如双键、苯环）可指定一数值，而摩尔磁化率 等于二者之和。它用式（11）表示 χM=∑nAχA+ ∑nBλB （11） 式中： nA——分子中摩尔原子磁化率χA的数目； nB——分子中不同结构改正数为λ B的数目。 常见的摩尔原子磁化率χA、配体的反磁化率χD和结构 磁化率改正数λ B见教材附录3。
电解质溶液的电导率K随溶液中的离子数目的不同而变化，即随溶液的浓 度不同而变化。因此，通常用摩尔电导Λ m衡量电解质溶液的导电能力，摩 尔电导Λ m的定义为1mol电解质溶液置于相距为1cm的两电极间的电导，摩尔 电导与电导率之间有如下关系 Λ m=K*1000/c 式中，c为电解质溶液的物质的量的浓度。 如果测得一系列已知离子数物质的摩尔电导Λ m，并和被测络合物的摩尔 电导Λ m相比较，即可求得络合物的离子总数或直接测定其配离子的摩尔电 导Λ m，由Λ m的数值范围来求得其配离子数，从而可以确定配离子的电荷数。 在25oC时，在稀的水溶液中电离出2个、3个、4个、5个离子的范围见表4.1。 表1 稀水溶液中摩尔电导与离子数的关系（ 25oC ）
要确定所制得的络合物的组成，必须综合应用各种方 法：①化学分析可以确定各种组分的含量，从而确定分子 式；②电导率法可以确定其电荷，以确定络合物内、外界 的形式；③磁天平法可以测定其分子的磁性以了解其中心 原子的杂化类型和d电子的组态。 （1）络合物各组分的分析可利用中心原子铁和配体草 酸根的各种性质（包括酸性、氧化还原性、挥发性等）， 利用酸碱滴定法、分光光度法、电导滴定法、重量分析法 等进行测定，以确定其组成和含量。 （2）配离子电荷的测定对了解络合物的结构和性质有 着重要的作用，最常用的测定配离子电荷的方法有离子交 换法和电导法。下面介绍电导法。
在研究物质结构时，化学上常用有效磁矩μeff来进行计
算，有效磁矩μeff与摩尔磁化率χM的关系为 μeff=2.2828(χMT ) 0.5 （7） 式中： T——热力学温度； μeff——有效磁矩，单位为玻尔磁子，常用B.M.表示 根据泡利原理，同一轨道上成对电子的自旋磁矩相反， 互相抵消，故只有未成对电子才能产生磁矩。因此，有效磁 矩的大小可由式（8）表示 μeff=[4S(S+1)+L(L+1)]0.5 （8） 式中：S——总的自旋量子数； L——总的轨道量子数。
实际上，在过渡元素络合物中，轨道的贡献要比自旋贡 献小，通常其轨道磁矩可忽略。因此，在过渡元素可取式 （9）作近似表示 μeff=[4S(S+1)]0.5 （9） 因为S=∑s，而自旋量子数只有s=±1/2，如用n表述未成对 电子数目，则式（9）可改写为 μeff=[n(n+1)]0.5 （10） 因此，当通过实验测得单位体积磁化率K后即可按式 （4）、式（5）分别求得比磁化率χ和摩尔磁化率χM， 再根据式（7）、式（10）算出有效磁矩μeff和未成对电 子数n；反之，若已知n，则可算出有效磁矩μeff。 当n=1，μeff=1.73B.M.；n=2， μeff=2.83B.M.； n=3， μeff=3.87B.M.； n=4， μeff=4.90B.M.； n=5， μeff=5.92B.M.时，式（10）的计算值与实验值往往有一定 的误差，这是由于轨道磁矩被忽略的缘故。
本实验是用古埃磁天平测定磁化率。把圆柱形样品管悬在两 个磁极的正中，样品管下端位于磁场强度H最大的区域，而另一 端位于磁场强度很弱的H0区域，若可忽略不计，则磁场对样品管 作用力F与样品管的截面积A、样品的单位体积磁化率K之间有如 式（12）关系 F=0.5*KH2A （12） 当测定磁化率时，把样品悬在天平的一臂上，设Δ为加磁场前后 砝码质量之差，显然 F=0.5*KH2A= Δg （13） 式中，g为重力加速度。 已知H和A，测出Δ即可求出磁化率K，为计算方便把式 （13）改为 Δg=1/(2l)* χH2m （14） 式中：m——样品质量； l——样品管长度； χ——比磁化率。
离子数 摩尔电导
(cm·Ω -1·mol-1)
2 118-131
3 235-273
4 408-435
5 523-560
（3）磁性是物质的基本形式之一，并且与物质的其他 基本性质（如光学、电学、热学等）有密切的联系，所以 测定物质的磁性是研究物质结构的基本方法之一。 将物质置于强度为H的磁场中，物质被磁化，其内部 的磁感应强度B为 B=H+ΔH （1） 其中，B、H、 Δ H均为向量，H的国际单位制（SI）表示 为A· m-1。磁感应强度B的单位为T。ΔH 为物质磁化时产生 的附加磁场强度，即： ΔH= Δ∏·I （2） 式中，I为磁化强度。
物质的摩尔磁化率又是物质顺磁磁化率χP和反磁磁化率χD之和，
即
χM= χP+χD （6 ） 物质在外磁场的作用下，在轨道上的电子将受到洛仑兹力的作用而改变 其运动方向，并由此产生诱导磁场，其诱导磁场的方向与外磁场方向相 反，因此，它们具有反磁性；反之，如果原子、离子或分子中除了轨道 上的成对电子，还具有一个或几个围成对电子，则它们具有永久磁矩， 就如同一个小磁体，在外磁场的作用下要被迫转向，使其磁力线方向与 外磁场方向一致，从而产生顺磁性。又因为顺磁效应比反磁效应大得 多，因此，凡具有未成对电子的物质都是顺磁性物质。另外，由于电子 绕核运动所产生的轨道磁矩很小，所以化合物的顺磁性通常可用电子自 旋矩来代表。
5、滴加完双氧水后将溶液加热至沸，再加入40ml
饱和草酸，并保持接近沸腾的温度。趁热将溶液过 滤至100ml烧杯中，加入10ml无水乙醇，加热使可 能生成的晶体再溶解。 6、用一小段棉线悬挂到溶液中，用表面皿盖住烧 杯，放置一段时间即有晶体在棉线上析出。
在加入草酸溶液的过程中，溶液逐渐变成澄清的绿 色。加入乙醇，减少其溶解度，促使晶体的析出。
若进一步考虑空气磁化率的影响和校正，则Χ的计算应 按式（17）进行 Χ=(0.029*10-6*V)/dair+ (Δ-δ )β/m （17）
三、仪器与试剂： 仪器：古埃磁天平；玻璃样品管（直径8mm， 长度100mm）；研钵；DDS-11A型电导 仪；其他常用玻璃仪器；化学分析所用 仪器自定。 试剂： (NH4)Fe(SO4)2· 6H2O(C.P.)；草酸钾 (C.P.)；硫酸(C.P.)；过氧化氢(C.P.)； 无水乙醇(C.P.)；三乙二胺合镍硫代硫 酸盐[Ni(en)3S2O3](C.P.)。