磁化率的测定实验报告记录(华南师范大学物化实验)
实验一磁化率的测定报告
实验⼀磁化率的测定报告磁化率的测定实验报告1. 实验⽬的1.1 掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和⽅法。
1.2 测定三种络合物的磁化率，求算未成对电⼦数，判断其配键类型。
2. 实验原理 2.1 磁化率物质在外磁场中，会被磁化并感⽣⼀附加磁场，其磁场强度 H ′与外磁场强度 H 之和称为该物质的磁感应强度 B ，即B = H + H′ (1)H ′与H ⽅向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。
还有⼀类物质如铁、钴、镍及其合⾦，H ′⽐H ⼤得多（H ′ / H ）⾼达10 4，⽽且附加磁场在外磁场消失后并不⽴即消失，这类物质称为铁磁性物质。
物质的磁化可⽤磁化强度I 来描述，H ′ =4πI 。
对于⾮铁磁性物质，I 与外磁场强度H 成正⽐I = KH (2)式中，K 为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的⼀种宏观磁性质。
在化学中常⽤单位质量磁化率m χ或摩尔磁化率M χ表⽰物质的磁性质，它的定义是ρχ/m K = (3)ρχ/MK M = (4)式中，ρ和M 分别是物质的密度和摩尔质量。
由于K 是⽆量纲的量，所以m χ和M χ的单位分别是cm 3?g -1和cm 3?mol -1 。
磁感应强度 SI 单位是特［斯拉］(T)，⽽过去习惯使⽤的单位是⾼斯(G)，1T=104G 。
2.2 分⼦磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原⼦、离⼦或分⼦的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电⼦⾃旋已配对，故⽆永久磁矩。
但是内部电⼦的轨道运动，在外磁场作⽤下产⽣的拉摩进动，会感⽣出⼀个与外磁场⽅向相反的诱导磁矩，所以表⽰出反磁性。
其M χ就等于反磁化率反χ，且M χ< 0。
在顺磁性物质中，存在⾃旋未配对电⼦，所以具有永久磁矩。
在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场⽅向排列，产⽣顺磁性。
顺磁性物质的摩尔磁化率M χ是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即反顺χχχ+=M (5)通常顺χ⽐反χ⼤约1~3个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其0>M χ。
磁化率测定实验报告
磁化率测定实验报告磁化率测定实验报告引言：磁化率是描述物质对外加磁场响应程度的物理量，是研究物质磁性的重要参数之一。
本实验旨在通过测定不同物质的磁化率，探究它们的磁性特性，并分析实验结果。
实验仪器与方法：本实验使用的仪器有磁化率测定仪、恒温槽和样品。
首先，我们将待测样品放置在磁化率测定仪中，并将其与电源、计算机等设备连接。
然后，将样品置于恒温槽中，通过控制恒温槽的温度，使样品保持在相同的温度下进行测量。
最后，通过磁化率测定仪测量样品在不同磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。
实验结果与分析：在实验中，我们选取了铁、铜和铝作为样品进行测量。
通过对实验数据的处理，我们得到了它们在不同磁场下的磁化强度和磁化率。
首先，我们观察到铁在外加磁场下表现出明显的磁性，其磁化强度随磁场的增加而增加。
这是因为铁具有较高的磁导率，能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化。
通过计算，我们得到了铁的磁化率为XX。
其次，铜在外加磁场下的磁化强度较小，几乎可以忽略不计。
这是因为铜是一种非磁性材料，其自由电子无法在外加磁场的作用下形成磁化。
因此，铜的磁化率接近于零。
最后，我们发现铝在外加磁场下的磁化强度相对较弱，但仍然存在一定的磁化效应。
这是因为铝具有一定的磁导率，能够在外加磁场的作用下产生一定程度的磁化。
通过计算，我们得到了铝的磁化率为XX。
综上所述，不同物质的磁化率不同，这与它们的磁性特性密切相关。
具有较高磁导率的物质如铁，能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化，其磁化率较高；而非磁性材料如铜，无法在外加磁场的作用下形成磁化，其磁化率接近于零。
结论：通过磁化率测定实验，我们得到了不同物质的磁化率数据，并分析了其磁性特性。
实验结果表明，磁化率是描述物质磁性的重要参数，能够用于研究物质的磁性行为。
不同物质的磁化率差异较大，这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。
进一步研究可以探究不同温度、不同材料组成对磁化率的影响，以及磁化率与其他物理量之间的关系。
磁化率测定(实验报告)
磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg， Cu， Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr， Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm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 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
物化实验_实验报告_磁化率
华南师范大学实验报告课程名称：结构实验实验项目：磁化率的测定一、实验题目：磁化率的测定二、实验目的1. 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2. 通过对一些配位化合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数，并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。
三、实验原理1、摩尔磁化率和分子磁矩:物质在外磁场作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：Hˊ=4πχH0 (1)χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为χm = χM/ρ(2)式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m 3m ol−1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩µm= 0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg、Cu、Bi等。
它的称为反磁磁化率，用表示，且<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠ 0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn、Cr、Pt等，表现出的顺磁磁化率用表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率与反磁磁化率之和。
因|χ顺|>>|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm =χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
磁化率的测定实验报告.doc
磁化率的测定实验报告.doc实验名称：磁化率的测定实验实验目的：了解磁化率的概念和测量方法，掌握测量原理及技术方法，并通过实验数据分析磁化率的影响因素。
实验仪器：磁场计、磁铁、铁氧体样品、毫伏表、恒流源、万用表。
实验原理：当物体受到外部磁场时，磁场的强度会对物体内部磁性物质的磁化度产生影响，磁化率是材料所具有的对磁场响应的能力，是表征物质磁性的基本物理量。
实验步骤：1.将铁氧体样品置于恒定的磁场中，调节磁场强度为 1.20 T，打开直流恒流源，通过样品产生一定的磁通量，记录相应的磁场强度值和电流值，测量样品长度为 10 cm，宽度为2.5 cm，厚度为 1.5 cm ，并记录样品的质量值为 200 g。
2.在 ch2 端接上毫伏表，将万用表的正负极分别接到直流电流源的输出端口和恒流源的输入端口，通过万用表测量工作电流的大小，依次将工作电流从 0.1A 逐渐增大至1.0 A，逐个记录电流值和相应的示数值并记录。
3.重复步骤 2，将磁场强度值调整为 0.80T,0.60T,0.40T,0.20T，并按照相同的操作测量数据并记录。
4. 根据测定结果计算磁化率的大小，并分析其影响因素。
实验结果与分析：1. 磁场强度和工作电流的关系：| B/T | I/A ||-----|-----||1.20 | 1.00||0.80 | 0.67||0.60 | 0.50||0.40 | 0.35||0.20 | 0.17|从上表可以发现，在磁场强度相同的情况下，随着工作电流的增大，示数值会逐渐增大，但是当工作电流过大时，示数值会出现下降现象，即在某一电流处磁场饱和，磁场增加无法改变示数值，因为当磁化度饱和时，样品的磁化率值已经达到最大值，磁场改变不会再使该数值发生变化。
2. 不同磁场下的磁化率大小：从上表可以看出，当磁场大小一定时，磁化率随着工作电流的增大而增大，因为随着磁场大小的增大，内部磁性物质的磁化度也会随之增大，样品的磁化率也相应增大。
磁化率的测定[实验报告]
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磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg， Cu， Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn， Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm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 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
结构化学实验报告磁化率的测定
华南师范大学实验报告学生姓名 学 号专 业 化学（师范） 年级、班级 课程名称 结构化学实验 实验项目 磁化率的测定实验类型 实验时间 2013 年 10 月 29 日实验指导老师 实验评分1. 实验目的（1）掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的实验原理和方法；（2）测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
2．实验原理2.1 磁化率物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度H ′与外磁场强度H 之和称为该物质的磁感应强度B ，即B = H + H ′ (1)H ′与H 方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。
还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H ′比H 大得多（H ′/H ）高达104，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。
物质的磁化可用磁化强度I 来描述，H ′=4πI 。
对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度H 成正比I = KH (2)式中，K 为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。
在化学中常用单位质量磁化率m χ或摩尔磁化率M χ表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ (3) χM = MK/ρ (4)式中，ρ和M 分别是物质的密度和摩尔质量。
由于K 是无量纲的量，所以m χ和M χ的单位分别是cm 3·g -1和cm 3·mol -1。
磁感应强度SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G2.2 分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。
但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。
其A 就等于反磁化率B ，且C 。
在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。
在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。
磁化率的测定 实验报告
磁化率的测定一、实验目的1.掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
2.测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
二、预习要求1.了解磁天平的原理与测定方法。
2.熟悉特斯拉计的使用。
三、实验原理1.磁化率物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度 H′与外磁场强度 H 之和称为该物质的磁感应强度 B，即B = H + H′（1）H′与H方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。
还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H′比H大得多（H′/H）高达 104，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。
物质的磁化可用磁化强度 I 来描述，H′=4πI。
对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度 H成正比I = KH （2）式中，K为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。
在化学中常用单位质量磁化率χm或摩尔磁化率χM表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ（3）χM = MK/ρ（4）式中，ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量。
由于K是无量纲的量，所以χm和χM的单位分别是cm3•g-1和cm3•mol-1。
磁感应强度 SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G。
2.分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。
但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。
其χM就等于反磁化率χ反，且χM<0。
在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。
在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。
顺磁性物质的摩尔磁化率χM是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即χM =χ顺 + χ反（5）通常χ顺比χ反大约１～３个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM>0。
磁化率的测定（实验报告）
磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，μm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩μm≠０。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|?|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μm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 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，μ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
磁化率的测定实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理。
2. 学会使用古埃磁天平进行实验操作，提高实验技能。
3. 通过测定不同物质的磁化率，了解其磁性质，为后续研究提供数据支持。
二、实验原理磁化率是指物质在外加磁场作用下，其磁化程度的大小。
磁化率分为顺磁化率和抗磁化率。
顺磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩增强的程度；抗磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩减弱的程度。
本实验采用古埃磁天平测定物质的磁化率。
古埃磁天平是一种利用磁力平衡原理的精密仪器，通过比较待测物质和已知磁化率物质的磁力，计算出待测物质的磁化率。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：古埃磁天平、电子天平、磁铁、砝码、样品管、样品（如FeSO4·7H2O、CoCl2·6H2O等）。
2. 实验试剂：蒸馏水。
四、实验步骤1. 将样品管洗净、烘干，并用电子天平称量其质量，记录为m1。
2. 将样品管放入古埃磁天平的样品盘，调整天平平衡。
3. 将磁铁放在样品管上方，调整磁铁位置，使天平失去平衡。
4. 读取天平指针的读数，记录为m2。
5. 将样品管放入样品盘中，调整磁铁位置，使天平恢复平衡。
6. 读取天平指针的读数，记录为m3。
7. 重复步骤4-6，共进行3次实验，取平均值。
8. 计算样品的磁化率。
五、实验数据与结果1. 样品管质量：m1 = 5.0000 g2. 空管电流：I0 = 0.0150 A3. 装入样品后的电流：I1 = 0.0290 A4. 重复实验的电流值：I2 = 0.0290 A，I3 = 0.0290 A5. 样品磁化率：χ = (I1 - I0) / (m1 10^-3) = 0.0140六、实验结果分析根据实验结果，样品的磁化率为0.0140，说明该样品具有顺磁性。
结合样品的化学性质，可以推断其可能含有未成对电子。
七、实验总结通过本次实验，我们掌握了古埃磁天平测定物质磁化率的原理和操作方法，提高了实验技能。
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定之五兆芳芳创作测定物质的摩尔磁化率，推算份子磁矩，估量份子内未成对电子数，判断份子配键的类型.掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和办法.2.实验原理摩尔磁化率和份子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'.物质被磁化的程度用磁化率χ暗示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，暗示单位体积内磁场强度的变更，反应了物质被磁化的难易程度.化学上经常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ辨别为物质的摩尔质量与密度.χm的单位为m3·mol －1.物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或份子中没有自旋未成对的电子，即它的份子磁矩，µm=0.当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“份子电流”，相应产生一种与外磁场标的目的相反的感应磁矩.如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场标的目的与外磁场相反.这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等.它的χm称为反磁磁化率，用χ反暗示，且χ反<0.第二种，物质的原子、离子或份子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，份子磁矩µm≠0.这些杂乱取向的份子磁矩在受到外磁场作用时，其标的目的总是趋向于与外磁场同标的目的，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示.但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺.与反磁磁化率χ反之和.因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0.第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，并且在外磁场消失后其磁性其实不必失.这种物质称为铁磁性物质.对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与份子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式暗示：式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度.式((2-136)可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据.份子磁矩由份子内未配对电子数n决定，其关系如下：式中µB为玻尔磁子，是磁矩的自然单位.µB=9.274 ×10-24J·T-1(T 为磁感应强度的单位，即特斯拉).求得n值后可以进一步判断有关络合物份子的配键类型.例如，Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0.如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子，是电价络合物.其中Fe2＋离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构，此时n=4.如下图所示：如果Fe2+离子与6个CN－离子配位体形成[Fe(CN)6]4－络离子，则是共价络合物.这时其中Fe2+离子的外电子层结构产生变更，n=0.见图2-64所示：显然，其中6个空轨道形成d2sp3的6个杂化轨道，它们能接受6个CN－离子中的6对孤对电子，形成共价配键.摩尔磁化率的测定本实验用古埃磁天平测定物质的摩尔磁化率χm，测定原理如图2所示.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χ0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ρ＝m/hA，而χ0值很小，相应的项可以疏忽，可得在磁天平法中利用精度为0.1mg的电子天平直接丈量F值.设△m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变更，△m为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变更，则式中、g为重力加快度(·s－2).可得磁场强度H可由特斯拉计或CT5高斯计丈量.应该注意，高斯计丈量的实际上是磁感应强度B，单位为T(特斯拉)，1T=104高斯.磁场强度H可由B =µ0H关系式计较得到，H的单位为A·m－1.也可用已知磁化率的莫尔氏盐标定.莫尔氏盐的摩尔磁化率B与热力学m温度T的关系为：式中M为莫尔氏盐的摩尔质量(kg·mol－1).3.实验步调励磁电源开关，电流表，打开电子天平的电源，并按下“清零”按钮，毫特斯拉计表头调零，然后调节磁场强度约为100mT，查抄霍尔探头是否在磁场最强处，并固定其位置，使试管尽可能在两磁头中间（磁场最强处）；3.2取一支清洁、枯燥的空样品管，悬挂在天平一端的挂钩上，使样品管的底部在磁极中心连线上，准确称量空样品管；3.3慢慢调节磁场强度为300（mT），等电子天平读数稳定之后，读取电子天平的读数；3.4慢慢调节磁场强度读数至350（mT），读取电子天平的读数；3.5慢慢调节磁场强度读数高至400（mT），等30秒，然后下降至350（mT），读取电子天平的读数；3.6将磁场强度读数降至300（mT），读取电子天平的读数；3.7再将磁场强度读数调至最小，读取电子天平的读数；3.8取下样品管，装入莫尔氏盐(在装填时要不竭将样品管底部敲击木垫，使样品粉末填实)，直到样品高度至试管标识表记标帜处，依照上面的步调辨别丈量其在0（mT）、300（mT）、350（mT）时候电子天平的读数；（注：上述调节电流由小到大、再由大到小的测定办法，是为了抵消实验时磁场剩磁现象的影响.）3.9样品的摩尔磁化率测定用标定磁场强度的样品管辨别装入样品1亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H20和样品2硫酸亚铁FeS04·7H20，按上述相同的步调丈量其在0（mT）、300（mT）、350（mT）时候电子天平的读数.4.数据记实与处理数据表：室温o C称量m/g磁场强度/mT 0 300 350 400 350 300 0 空管/莫尔盐/亚铁氰化钾/硫酸亚铁/由上表数据辨别计较样品管及样品在无磁场时的质量（m）和在不合磁场强度下的质量变更（△m）：磁化强度/mT 空管△m/g 莫尔盐△m/g 亚铁氰化钾△m/g 硫酸亚铁△m/g 0300350χm、份子磁矩μ并预算其不成对电子数n按照求莫尔盐的摩尔磁化率:温度T=(24.9+273.15)KM 莫尔盐硫酸亚铁=278.02 g/mol M 六氰合铁（II ）酸钾=422.39 g/molχm =L μ0μm 2/3kTL=6.022 ×1023mol －1,k=1.3806×10-23J·K －1，µ0=4π×10－7N·A －2，µB =9.274 ×10-24J·T -1莫尔氏盐的摩尔磁化率Bm χ π411095009⨯+⨯-T =××10-3×10-7m 3/mol -1①当H=0.3T,m 标 = 3.0373g,m 样品1=2.5326g,m 样品2χ样1=111-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++= ×10-9m 3/mol -1因为χ样1小于0，所以μm 不存在，则n=0χ样2=222-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++×10-8m 3/mol -1 μm ×10-23J·T -1②当H=0.35T,m’标=3.0891g,m 样品1=2.5357g,m 样品2χ样1=111-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++×10-9m 3/mol -1μm 因为χ样1小于0，所以μm 不存在，则n=0χ样2=222-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++=×10-8m 3/mol -1 μm ×10-23J·T -1 这个是Fe 2+，配合上6个CN -，sd 2p 3杂化Fe 自己带26个电子[Ar]3s 2 2d 8 3p 0失去两个电子，[Ar]2d 8，按能量最小散布，以及CN -强配体，为0 2 2 2 2，故有0对孤对电子，所以在0.3T 和3.5T 中，所测得的亚铁氰化钾的孤对电子数较为准确；FeSO 4*7H 2O 的成单电子数为4，顺磁性.显然，实验中所测的数据明显偏小，可能的原因为：机械不稳定，调整的磁场不稳定；装样品时不均匀，测出来的数据禁绝确；标定空管时，标定出来的数据禁绝确.5.误差阐发实验所得结果与文献值比较合适，但仍是存在一定的误差，造成误差的可能原因及需注意的事项有：1、由于实验实际操纵时所使用的仪器已经没有玻璃门，故称量时应尽量不要有大动作的走动，或太多人围不雅、说话等，应该尽量保持整个称量进程是在没有太多搅扰磁场的因素的情况下进行.2、样品管一定要洁净.ΔW 空管=W 空管(H=H)-W 空管(H=0)>0时标明样品管不洁净，应改换.装在样品管内的样品要均匀紧密、上下一致、端面平整、高度丈量准确.样品管的底部要位于磁极极缝的中心,与两磁极两端距离相等.3、由于样品都是研磨完后一段时间才开始丈量的，不排除样品会产生相应的吸水和失水，致使份子量会产生变更，使最后所计较出来的结果存在误差.4、丈量样品高度h 的误差严重影响实验的精度，这从摩尔磁化率的计较公式 22()MaF E M W W gh WH χ∆-∆=可以看出来.而由于最上面的那些样品粉末不克不及压紧压平，丈量高度h 的误差仍是比较大的.5、装样不紧密也会带来较大误差——推导22()MaF E M W W gh WH χ∆-∆=公式时用到了密度ρ，最后表示在高度h 中.“装样不紧密”也就是说实际堆密度比理论密度小，这样高度h就会比理论值偏大，即便很准确地丈量出高度h，它仍是比理论值有一个正的绝对误差.6、励磁电流不克不及每次都准确地定在同一位置，只能说是包管大概在这个位置邻近，因此实际上磁场强度并不是每次都是一致的.所以，励磁电流的变更应平稳、迟缓，调节电流时不宜用力过大.加上或去掉磁场时，勿改动永磁体在磁极架上的凹凸位置及磁极间矩，使样品管处于两磁极的中心位置，尽量使磁场强度前后比较一致.7、读数时最好自始至终由同一团体来读数，以削减由于大家读数时因时间距离不合所造成的误差.每次称量最好先停十秒，待磁场比较稳定时才读数，可削减误差.。
磁化率测定(实验报告)
磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg， Cu， Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn， Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm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 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm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 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定不同材料的磁化率，探究材料在外加磁场下的磁化特性，并通过实验数据的分析，掌握磁化率的测定方法。
二、实验原理。
磁化率是描述材料在外界磁场作用下磁化程度的物理量，通常用符号χ表示。
在外界磁场作用下，材料会产生磁化，其磁化强度与外界磁场强度成正比，即M=χH，其中M为材料的磁化强度，H为外界磁场强度。
根据这一关系，可以通过测定材料在不同外界磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。
三、实验仪器与材料。
1. 电磁铁。
2. 磁场强度计。
3. 不同材料样品（如铁、铜、铝等）。
4. 电源。
5. 实验台。
四、实验步骤。
1. 将电磁铁置于实验台上，并接通电源，调节电流大小，使得电磁铁产生不同的磁场强度。
2. 将磁场强度计放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下的磁场强度值。
3. 将不同材料样品放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下材料的磁化强度。
4. 根据实验数据，计算出不同材料的磁化率。
五、实验数据与分析。
通过实验测得不同材料在不同磁场强度下的磁化强度数据，利用公式M=χH，可以计算出不同材料的磁化率。
通过数据分析，可以发现不同材料的磁化率大小不同，反映了材料在外界磁场下的磁化特性。
例如，铁具有较大的磁化率，表明其在外界磁场下容易被磁化，而铜、铝等非磁性材料的磁化率较小。
六、实验结论。
通过本实验的测定与分析，我们掌握了磁化率的测定方法，并了解了不同材料在外界磁场下的磁化特性。
磁化率的大小反映了材料对外界磁场的响应程度，对于材料的选用与应用具有一定的指导意义。
七、实验总结。
本实验通过测定不同材料的磁化率，深入了解了材料在外界磁场下的磁化特性，为进一步研究材料的磁性质提供了重要的实验基础。
同时，实验过程中我们也发现了一些问题，如在测定过程中需注意排除外界干扰因素，提高测量精度等。
八、参考文献。
1. 王明. 固体物理学. 北京，高等教育出版社，2008.2. 张三，李四. 材料科学导论. 上海，上海科学技术出版社，2010.九、致谢。
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定实验报告一、实验目的1、掌握古埃（Gouy）法测定磁化率的原理和方法。
2、测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子的配键类型。
二、实验原理1、物质的磁性物质的磁性一般可分为三种：顺磁性、反磁性和铁磁性。
（1）反磁性物质：物质中所有电子都已配对，没有永久磁矩。
在外磁场作用下，电子的轨道运动产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，导致物质表现出反磁性。
反磁性物质的磁化率为负值，且数值很小。
（2）顺磁性物质：物质中存在未成对电子，具有永久磁矩。
在外磁场作用下，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。
顺磁性物质的磁化率为正值，数值一般在 10^（－5) 10^（－2) 之间。
（3）铁磁性物质：物质中的未成对电子自旋平行排列，产生很强的磁性。
铁磁性物质的磁化率很大，且在外磁场作用下能产生很强的磁性。
2、磁化率磁化率是物质在外磁场作用下被磁化的程度的量度，用χ 表示。
它与物质的分子结构、未成对电子数等有关。
3、古埃法测定磁化率古埃法是通过测量样品在不均匀磁场中所受的力来测定磁化率。
将样品装入圆柱形玻璃管中，悬挂在两磁极之间的天平臂上。
设样品管的横截面积为S，样品的高度为l，样品质量为m，外加磁场强度为H。
当样品被磁化时，在磁极的一端产生一附加磁场 H'，它与外磁场 H 方向相同，在磁极的另一端产生的附加磁场与 H 方向相反。
这样，样品在磁极两端所受的力不同，产生一个力差ΔF。
根据电磁学原理，力差ΔF 可表示为：ΔF ＝（χH) ／2 μ₀ S式中，μ₀为真空磁导率。
若测量时，样品管底部位于磁场强度最大处，则ΔF ＝ m₁g m₂g＝Δmg其中，m₁和m₂分别为样品在磁极两端的质量，g 为重力加速度。
所以，磁化率χ 可表示为：χ ＝2Δmg ／（H²Slg)三、实验仪器和试剂1、仪器古埃磁天平（包括磁场、磁极、样品管支架、天平）、电子天平、软质玻璃样品管、直尺。
磁化率测定实例1
磁化率测定摘要: 磁化率测定是研究物质结构的重要方法之一．用于某些有机物、稀土元素化合物、配合物、金属催化剂和自由基体系的研究，从而了解物质内部电子分布，化学键以及与电子结构有关问题．磁化率测定方法很多．用GOUY磁天平测定磁化率，不需要任何试剂．方法简便．数据可靠．重现性好．本文根据古埃磁天平的测量原理和磁流体的超顺磁性质，使用古埃磁天平研究了磁流体的磁性(磁化率和饱和磁化强度)和稳定性.关键词: 古埃磁天平;磁化率;磁性;前言：凡是处于磁场中能够对磁场发生影响的物质都属于磁介质.实验表明，一切由原子、分子构成的物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同.根据物质在外磁场中表现出的特性，物质可粗略地分为三类：顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质．根据分子电流假说，物质在磁场中应该表现出大体相似的特性，但在实际实验中我们发现物质在外磁场中的特性差别很大．这反映了分子电流假说的局限性.实际上，各种物质的微观结构是有差异的，这种物质结构的差异性是物质磁性差异的原因．在分子磁矩不为零的物质中，另有一种具有强烈磁性的物质称为铁磁质，如铁、钴、镍以及它们的合金，稀土-钴合金，钕-铁-硼，以及各种铁的氧化物等都属于此类.这种物质的磁性显然也只能来源于其原子的磁性.与顺磁质不同的是，在铁磁晶体中相邻原子磁矩之间存在一种特殊的相互作用，称为交换作用，使相邻原子的磁矩自发地平行排列起来，抵御了分子热运动的破坏作用.也正是由于交换作用的存在，使铁磁质具有一系列不同于顺磁质的性质.分子磁矩为零的物质，它们仍然表现出一定的磁性.这种磁性来源于原子中电子在外磁场的作用下所产生的附加运动，这种附加运动也等效为某一圆电流并对应一定的磁矩.可见，尽管这种物质分子的固有磁矩为零，但在外磁场的作用下却出现了感生磁矩.不过，由于电子带负电，这种磁矩的方向总是与外磁场的方向相反，故得名为抗磁性.具有抗磁性的物质称为抗磁质，如汞、铜、铋、银和氢等都属于此类.我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质，铁磁性物质称为强磁性物质．通常所说的磁性材料是指强磁性物质．磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料．磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性材料．一般来讲软磁性材料剩磁较小．硬磁性材料剩磁较大．实验部分：一、实验原理1. 摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场.物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：H'=4πxH (1)H'为附加磁场强度，H外磁场强度，x为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度.化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为Xm= xM/ρ (2)式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度.X m的单位为m3mol-1 .物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩μm= 0.当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩.如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反.这种物质称为反磁性物质，如Hg、Cu、Bi等.称为反磁磁化率，用X反表示，且X<0.第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩μm≠ 0.这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn、Cr、Pt等，表现出的顺磁磁化率用 X顺表示.第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失.这种物质称为铁磁性物质.对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μm关系可由居里－郎之万公式表示：X顺=Lμ0μm2/(3kT) (3)式中L为阿伏加德罗常数（6.022×1023mol-1）k为玻尔兹曼常数(1.380 6×10−23J∙K−1)，μ0为真空磁导率（4 π×107N∙A2），T为热力学温度.式(3)可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据.分子磁矩μm由分子内未配对电子数n 决定，其关系如下：(μm =μB[n(n+2)]1/2 (4)式中μB 为玻尔磁子，是磁矩的自然单位.μB= 9.274 ×1024J∙T-1（T为磁感应强度的单位，即特斯拉）.求得n值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型.例如，Fe 2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d 64s4p.如以它作为中心离子与6个H2O配位体形成[Fe (H2O)6]2+络离子，是电价络合物.其中Fe 2+离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构，此时n = 4.见图2-63所示：图2-63 Fe 2+在自由离子状态下的外层电子结构如果Fe 2+离子与6个CN −离子配位体形成[Fe (CN)6]4−络离子，则是共价络合物.这时其中Fe 2+离子的外电子层结构发生变化，n = 0.见图2-64所示：图2-64 Fe 2+外层电子结构的重排显然，其中6个空轨道形成d 2sp 3的6个杂化轨道，它们能接受6个CN −-1离子中的6对孤对电子，形成共价配键. 2. 摩尔磁化率的测定本实验用古埃磁天平测定物质的摩尔磁化率 χm，测定原理如图1所示.图1一个截面积为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 χ0为空气的体积磁化率，可以证明，样品管内样品受到的力为：F=0.5*mX m H 2μ0/M*h …… (4)在磁天平法中利用精度为0.1 mg 的电子天平间接测量F 值.设Δm 0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化，Δm 为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化，则()B 2m 0ghM m 0m 2X m ÷÷∆-∆⨯=μ (5)磁场强度H 可由特斯拉计或CT5高斯计测量.应该注意，特斯拉计测量的实际上是磁感应强度B ，单位为T （特斯拉），1T=104高斯.磁场强度H 可由关系式计算得到. 二、实验步骤1. 磁场强度分布的测定调节磁场及特斯拉计位置，使特斯拉计处于磁场中心，即特斯拉计读数最大.用特斯拉计重复测量三次，分别读取励磁电流值和对应的磁场强度值. 2．测定醋酸及的摩尔磁化率.按说明书校正好特斯拉计.将霍尔变送器探头平面垂直放入磁极中心处.接通励磁电源，调节“调压旋钮”逐渐增大电流，记录此时励磁电流值I .以后每次测量都要控制在同一励磁电流，使磁场强度相同，在关闭电源前应先将励磁电流降至零.①取一干洁的空样品管悬挂在磁天平挂钩上，样品管应与磁极中心线平齐，注意样品管不要与磁极相触.准确称取空管的质量W 空管(H =0)，接通励磁电源调节电流为I ，分别测电流在0A 、2A 、3A 、4A 、6A 升降时的磁场及质量，记录加磁场后空管的称量值W 空管(H =H ) .取平均值.②取下样品管，将溴代十六烷基吡啶通过漏斗装入样品管，边装边在橡皮垫上碰击，使样品均匀填实，直至装满，继续碰击至样品高度不变为止，用直尺测量样品高度h .用与①中相同步骤称取W 空管+样品(H =0)和W 空管+样品(H =H ).测量完毕，将溴代十六烷基吡啶倒入试剂瓶. 三、数据处理1.数据记录：实验温度 t ＝20℃（1）醋酸:I=2A 时:()B2m 0ghM m 0m 2X m ÷÷∆-∆⨯=μ()()7184.93212.171014.3406.0104.08.90006.0002.02-7-÷⨯⨯⨯⨯⨯⨯+-⨯=2275.0÷1.367-= ⨯1210- m 3mol -1由结构化学基础6.6节---物质的磁性和磁共振中表6.1.1查得各个基团的磁化率如下： Ac -377⨯1210- m 3mol -1H -36.8⨯1210-m 3mol -1 C=O 79⨯1210- m 3mol -1X=Ac+H+C=O=(-377-36.8+79) ⨯1210-=-334.8⨯1210- m 3mol -1误差=(367.1-334.8)/334.8*100%=9.65%同理可以求出电流在3A 、4A 、6A 时的磁化率分别是 3A X=-350.4⨯1210- m 3mol -1 误差：4.67% 4A X=-351.3⨯1210- m 3mol -1 误差：4.93% 6A X=-340.5⨯1210- m 3mol -1 误差：1.70%(2)溴代十六烷基吡啶I=2A 时：()B2m 0ghM m 0m 2X m ÷÷∆-∆⨯=μ()()7184.913.64701014.343845.0102.08.90006.00015.027-÷⨯⨯⨯⨯⨯⨯+-⨯=-22553.0÷=-3393.5⨯1210- m 3mol -1由结构化学基础6.6节---物质的磁性和磁共振中表6.1.1查得各个基团的磁化率如下：BrNCH2138C -75.4⨯1210- m3mol-1H -36.8⨯1210- m3mol-1Br -385⨯1210- m3mol-1N -70⨯1210-m3mol-1C-Br 52⨯1210- m3mol-1C=N 103⨯1210- m3mol-1C=C 69 ⨯1210- m3mol-1X=(-75.4*21-36.8*38-385-70+52+103+69*2) ⨯1210- m3mol-110-=-3143.8⨯12误差=（3393.5-3143.8）/3143.8*100%=7.94%同理可以求出电流在3A、4A、6A时的磁化率分别是3A X=-3262.8⨯1210- m3mol-1误差：3.79%4A X=-3145.7⨯1210- m3mol-1误差：0.60%6A X=-3022.1⨯1210- m3mol-1误差：3.87%3.结果分析：1：由于在磁场中质量减轻，X<0,可知醋酸和溴代十六烷基吡啶都是反磁性物质.2：由实验结果知：在一定范围内，随着磁场的增强，物质的磁性表现越明显，一般来说，磁场不太大时，磁场越强，测量误差越小.3：励磁电流的选择应根据待测物质的磁化率而定.低磁化率的试样选择较大的励磁电流，高磁化率的试样选择较小的励磁电流.但过小的电流往往稳定性不好，且直接造成称量的误差.4：影响磁化率测定的因素，除样品的纯度及堆积密度均匀外，保持励磁电流的稳定十分重要.为此，需选用稳定性好的电源，还要防止电流通过电磁线圈后引起发热，因发热会使线圈的电阻增大，导致电流与磁场强度发生变化，而使天平称量的值难以重现.当室温较高时，线圈散热尤要注意.四、实验注意事项1．天平称量时，必须关上磁极架外面的玻璃门，以免空气流动对称量的影响.2．励磁电流的变化应平稳、缓慢，调节电流时不宜用力过大.加上或去掉磁场时，勿改变永磁体在磁极架上的高低位置及磁极间矩，使样品管处于两磁极的中心位置，磁场强度前后一致.3．装在样品管内的样品要均匀紧密、上下一致、端面平整、高度测量准确.参考文献:1.物理化学实验. 华南理工大学出版社2.李俊清等.结构导论.中国科大出版社（1990）3.周公度、段连运. 结构化学基础第三版4.李文藻.无机化学实验.四川大学出版社5.徐光宪.物质结构（上册）.人民教育出版社6.复旦大学编.物理化学实验.第2版北京.高等教育出版.1993 287－91Measurement of M agnetic S usceptibility with GOUY B alanceTo determine the magnetic susceptibility of materials like HAc and C21H38BrNLiuyunxia(Department of Chemical Engineering ,Beijing Institute of Petro-chemicalTechnology,Beijing 102617)Abstract：The magnet susceptibility measurement is one of the important methods to study the construction of materials. It is used to study the organic compound, sparse soil chemical elements, coordination compounds, metals catalyst. There are many methods to measure the magnet susceptibility ，the most convenient and simple is to use Gouy magnetic balance. According to the measuring principle of the Gouy magnetic balance and the superm magnetism quality of the fereofluids ,the Gouy magnetic balance is used to measure the magnet susceptibility and magnetization and compare the stability of fereofluids.Key Word：Gouy magnetic balance magnet susceptibility magnetism化学工程与工艺专业实验：古埃磁天平法研究醋酸及溴代十六烷基吡啶的磁性化02-4刘云霞02011100指导老师：戚传松。
磁化率的测定(实验报告)
实验报告：磁化率的测定班级：xxxxx 姓名：xx 学号：xxxxxxxx1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm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 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
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磁化率的测定实验报告记录(华南师范大学物化实验)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：磁化率的测定一、实验目的（1）掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
（2）通过对一些配位化合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数，并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。
二、实验原理2.1物质的磁性物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H的作用下，产生附加磁场。
该物质内部的磁感应强度B为：B=H+4πI=H+4πκH （1）式中，I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。
式中κ=I/H称为物质的体积磁化率。
I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ=I/ρ称为克磁化强度；χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm=κM/ρ称为摩尔磁化率（M是物质的摩尔质量）。
这些数据都可以从实验测得，是宏观磁性质。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm，铁磁性研究中常用到I、σ。
不少文献中按宏观磁性质，把物质分成反磁性物质。
顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质积累。
其中，顺磁性物质χm>0而反磁性物质的χm<0。
2.1古埃法测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。
样品放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，另一端则在磁场强度为零处。
样品在磁场中受到一个作用力。
dF=κHAdH （2）式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称量，必须考虑空气修正，即dF=（κ-κ0HAdH）（3）κ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题：（4）因H0H，且忽略κ0，则（5）式中，F可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
F=（Δm样-Δm空）g式中，Δm样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差；Δm空为空样品管在有磁场和无磁场时的质量差；g为重力加速度。
则有，（6）而χm= M/ρ，ρ=m样品/Ah，h为样品高度，A为样品管截面积，m样品为样品质量。
（7）只要测量样品重量的变化、磁场强度H以及样品高度h，即可根据式（7）计算样品的摩尔磁化率。
在实际工作中是采用已准确知道磁化率数值的校准样品来标定磁场的，根据式（7）（8）本次使用的校准样品为莫氏盐，其磁化率符合公式（9）式中，T是绝对温度。
2.3简单络合物的磁性与未成对电子对于第一过渡系列元素络合物，它们的磁矩实验值大多符合（10）式中，n是未成对电子数；B是电子磁矩的基本单位，成为玻尔磁子。
（11）而磁矩μm与摩尔顺磁磁化率χm之间有如下关系：（12）式中，N A为阿伏伽德罗常数；K为波兹曼常数；T为绝对温度。
根据式（12）可以利用测量出的物质的摩尔顺磁化率χm计算出μm，然后根据（10）计算样品的未成对电子数。
若测得的χm<0则表示物质是反磁性物质，未成对电子数为0。
三、仪器与试剂3.1仪器磁天平一台，样品管一只，直尺一把，温度计一支。
3.2试剂莫尔氏盐（NH4）2SO4FeSO4·6H2O，分析纯；硫酸亚铁FeSO4·7H2O，分析纯；亚铁氰化钾K4Fe（CN）6·3H2O，分析纯。
四、实验步骤与数据记录4.1室温的测定27.8℃4.2磁场强度的标定（1）取一支清洁干燥的样品管悬挂在磁天平的挂钩上，称质量得m空。
（2）调节磁天平电流开关，由小至大2调节至指定位置1（1A），测质量m空1。
（3）继续调大电流开关，至位置2（3A），测质量得m空3。
（4）继续升高电流至位置3（4A），停留一定时间，然后调小电流从位置3回到位置2，测质量得m空2‘。
（5）继续调小电流回到位置1，测质量得m空1‘。
（6）关闭电流测质量得m空‘。
表1：数据记录表（空管）电流/A空管质量/gΔm空/g I（电流升高）II（电流降低）平均值0 14.0702 14.0701 14.07021 14.0700 14.0697 14.0699 -0.00032 14.0689 14.0690 14.0690 -0.0012（7）装入已研细的莫氏盐，装样尽量填实，样品要装至距离管口约1~2cm处，用直尺测量装样的高度，将样品管放入磁天平，按照空管的测量方法测定样品管的重量。
表2：样品：莫氏盐，装样高度：14.60cm电流/A空管+样本质量/gΔm/g I（电流升高）II（电流降低）平均值0 27.6606 27.6612 27.66091 27.6730 27.6744 27.6737 0.01202 27.7683 27.7685 27.7684 0.1075 4.3硫酸亚铁样品的测定倒出样品管中的莫氏盐，将样品管清洗干净，吹干。
装入研细的硫酸亚铁，装样高度和莫氏盐尽量相同，用同样的方法测量硫酸亚铁的数据。
表3：样品：硫酸亚铁，装样高度：14.30cm 电流/A 空管+样本质量/g Δm/gI（电流升高）II（电流降低）平均值0 28.0459 28.0458 28.04591 28.0666 28.0664 28.0665 0.02062 28.2200 28.2219 28.2210 0.1751 4.4亚铁氰化钾样品的测定倒出样品管中的硫酸亚铁，将样品管清洗干净，吹干。
装入研细的亚铁氰化钾，装样高度和莫氏盐尽量相同，用同样的方法测量亚铁氰化钾的数据。
表4：样品：亚铁氰化钾，装样高度：14.50cm 电流/A空管+样本质量/gΔm/gI（电流升高）II（电流降低）平均值0 26.3451 26.3453 26.34521 26.3449 26.3450 26.3450 -0.00022 26.3426 26.3428 26.3427 -0.0025五、数据处理5.1计算校准样品莫氏盐的的磁化率本次使用的校准样品为莫氏盐，其磁化率符合公式（9）将T=300.895K代入上式，求得莫氏盐的摩尔磁化率为χ莫氏盐=3.9668×10-7m3/kg=1.5555×10-7m3/mol5.2计算待测样品的摩尔磁化率χm表5.相关数据记录样品名称相对分子质量M（g/mol）（Δm样-Δm空）/g 样品高度h/cm样品质量m/gI=1A I=3A莫氏盐392.14 0.0123 0.1087 14.60 13.5907硫酸亚铁278.03 0.0209 0.1763 14.30 13.9757 亚铁氰化钾422.39 0.0001 -0.0013 14.50 12.2750 由式（8），可计算出各样品的摩尔磁化率表6.各样品的摩尔磁化率测定1样品名称摩尔磁化率χm（m3/mol）I=1A I=3A 平均值莫氏盐（校准样品） 1.5555×10-7 1.5555×10-7 1.5555×10-7硫酸亚铁 1.7849×10-7 1.7589×10-7 1.5719×10-7亚铁氰化钾 1.4979×10-9-2.2034×10-9 -3.5275×10-10 5.3计算样品的未成对电子数根据式（12）计算样品的磁矩μm表7.相关数据阿伏伽德罗常数N A（mol-1）玻尔兹曼常数K（J/K）绝对温度T/K摩尔磁化率χm（m3/mol）硫酸亚铁亚铁氰化钾6.02×1023 1.3806505×10-23300.895 1.5719×10-7-3.5275×10-10将数据代入式（12），得硫酸亚铁的磁矩μ硫酸亚铁为：μ硫酸亚铁=5.0888×10-23J/T根据式（10），可求得未成对电子数n，其中玻尔磁子μB=9.274×10-24J/T。
当n=1时，μ1=1.6063×10-23J/T当n=2时，μ2=2.6230×10-23J/T当n=3时，μ3=3.5918×10-23J/T当n=4时，μ4=4.5433×10-23J/T当n=5时，μ5=5.4866×10-23J/T当n=4时，所得磁矩与μ硫酸亚铁最为接近，则硫酸亚铁中未成对电子数为4.而亚铁氰化钾的摩尔磁化率χm=-3.5275×10-10 m3/mol＜0，故其为反磁性物质，未成对电子数为0.六、思考与讨论6.1实验操作中应该注意的问题样品管要清洗干净烘干后再使用，本次实验在测定空管质量的变化过程中，可能是由于由于操作疏忽，并没有对样品管进行清洗。
上一组做实验的同学最后测定的是抗磁性的亚铁氰化钾样品，由于样品管壁上黏有残留的亚铁氰化钾样品，故出现质量下降的现象。
使用稳定性好、纯度高的标准样品，本实验中采用莫氏盐作为标准样品，代入公式即可求得在本室温300.895Ｋ条件下的摩尔磁化率，基本符合本实验的需求。
装样时要避免引入磁性物质，不适用含铁、镍元素的药勺。
在样品管中装样要均匀，可在实验台上轻敲样品管，使样品压实，注意力度不能过大，否则易使样品管破裂。
实验时要置样品底部于磁极的中心线上，即最强磁场处，并避免空气对流的影响。
整个实验从装样到读数最好由同一实验者来操作，不同人操作易引起个体间误差。
６.２实验误差来源本实验中的样品都是研磨好放置于实验室中待用的，在待用期间由于暴露于空气中，可能会吸收空气中的水分，而水是极性分子，在一定程度上影响实验结果的测定。
样品要研细，使其颗粒均匀，样品与标样尽量要位于同一高度。
计算摩尔磁化率用到公式（７），涉及到装样高度ｈ的测量。
为了减少装样高度的测量误差，这就要求装样必须均匀，并且要将样品填平压实。
但是由于三次装样难以保证每次的均匀程度一致，只能由同一实验者来将此处的误差降至最低。
另一个影响因素是空气对流，即使将仪器的玻璃门关上，还是会观察到样品管在晃动，晃动期间可能会偏离磁极中心线。
务必等分析天平读数稳定下来再读取数据。
磁天平在通电流时，仪器会产生轻微的振动，由于分析天平是很灵敏的，难以读到非常精确的数据。
６.３被测样品的磁性判断硫酸亚铁的的摩尔磁化率χm为1.5719×10-7＞０，说明是顺磁性物质，并可求得未成对电子数为４。
而亚铁氰化钾的摩尔磁化率χm为-3.5275×10-10＜０，说明是反磁性物质。
七、参考文献[1]何广平，南俊民等.物理化学实验[M].北京:化学工业出版社，2008,134-139.[2] 武丽艳，郑文君等. 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）：51-52.[3] 黄桂萍，张菊芳等. 络合物电子结构的测定——古埃磁天平法实验方法的讨论[J]. 江西化工，2008,（1）：80-81.。